TiO2系納米光催化劑的制備及其表征.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，水中難降解的有毒污染物不斷富集，使有限的水資源受到嚴(yán)重污染，危及人類的生存與發(fā)展，對(duì)這些污染物的處理方法已經(jīng)成為全球關(guān)注并研究的熱點(diǎn)。利用光催化劑來降解水中污染物是一種有效可行的方法。TiO2具有價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無污染，穩(wěn)定性強(qiáng)，光催化性能優(yōu)異等特點(diǎn)，因而成為了最典型的光催化劑。通過對(duì)其進(jìn)行合理的改性，可以明顯提高其光催化效率。
　　本文運(yùn)用兩種方法對(duì)TiO2進(jìn)行改性。第一種方法是通過溶膠-凝膠（sol-gel

2、）法制備出硫摻雜二氧化鈦(S-TiO2)納米光催化劑，利用SEM、EDS、XRD等手段對(duì)樣品的形貌、物相和微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征，并探討了制備光催化劑時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)，如S∶Ti摩爾比和煅燒溫度(T)等，對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，S在TiO2中的分布比較均勻;通過控制摻雜量和煅燒溫度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)S-TiO2納米光催化劑粒度的控制，從而達(dá)到對(duì)其性能控制的目的;TiO2中摻雜S之后，能夠提高TiO2的相變溫度;當(dāng)S∶Ti比為1∶20、T為5

3、00℃時(shí)所制備的S-TiO2光催化劑的光催化性能最好，此時(shí)所制得的光催化劑的粒徑在18nm左右，經(jīng)紫外光照射3h后，對(duì)20 mg·L-1的甲基橙水溶液的降解率達(dá)到99.7％，比相同條件下制備的純TiO2的光催化效果提高了52.6％。第二種方法先用stober法制備了二氧化硅微球，再采用靜電吸引-吸附相反應(yīng)法得到SiO2@ZnO/TiO2殼核型光催化劑。并利用SEM、TEM、XRD和FT-IR對(duì)樣品的形貌、晶型、基團(tuán)和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，

4、探討了制各光催化劑時(shí)的Ti∶Zn、pH值以及煅燒溫度(T)對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，制備的二氧化硅微球表面光滑，大小均勻，粒徑在300 nm左右;SiO2@ZnO/TiO2殼核型光催化劑的光催化性能受到Ti∶Zn、制備pH值以及煅燒溫度(T)的共同影響;當(dāng)Ti∶Zn=14∶1，pH=9，T=600℃時(shí)制備的SiO2@ZnO/TiO2殼核型光催化劑的光催化性能最好，其包覆層厚度在10～30nm，包覆層中TiO2納米微粒的粒徑約為