稀土、雜多酸、金-TiO2復合催化劑的研制與光催化性能.pdf

1、本文介紹了半導體光催化化學研究的發(fā)展現(xiàn)狀、理論以及現(xiàn)實意義。詳細闡述TiO2光催化消除有機污染物機理及其研究現(xiàn)狀。
　　制備了(C5H7N2)3AsMo12O40·5H2O/TiO2和RE(RE=La、Ce、Pr、Nd)/TiO2光催化劑。在自行設計和安裝的流動連續(xù)光催化反應裝置中，以甲醇（丙酮）與空氣的混合氣體模擬室內空氣污染物，在可見光或平均波長為253.7nm的紫外燈照射下的進行光催化消除反應，考察了催化劑的光催化活性。運用

2、紅外光譜、差熱-熱重、X-射線衍射、掃描電鏡、熒光光譜等表征手段系統(tǒng)研究了催化劑的光譜性質以及結構形態(tài)。
　　用溶膠-凝膠法制備了RE(RE=La、Ce、Pr、Nd)/TiO2光催化劑，研究了單一稀土元素的摻雜對TiO2催化活性的影響。通過光催化消除甲醇實驗研究了活化溫度、不同稀土元素及其摻雜量對催化劑活性的影響。差熱-熱重、熒光等實驗結果表明:由于稀土元素的摻雜，TiO2由銳鈦礦向金紅石相的轉變溫度有所提高;光生電子和空穴復合率

3、有所降低，催化性能明顯提高。尤其是Pr元素的摻雜對TiO2催化性能的提高最為明顯。初始濃度為12.0g·m-3，流速為10.0ml·min-1，催化劑用量為0.1g時，Pr/TiO2催化消除甲醇的消除率達84.0％。對Pr/TiO2催化劑催化消除甲醇反應進行了動力學研究?；罨転?0.0kJ·mol-1，表現(xiàn)為一級反應。
　　采用浸漬法制備了(C5H7N2)3AsMo12O40·5H2O/TiO2復合光催化劑，通過一系列表征手段對

4、催化劑進行了研究。由掃描電鏡可以看出復合催化劑粒子細化，顆粒分布更為均勻;測定了TiO2以及不同(C5H7N2)3AsMo12O40·5H2O含量的復合催化劑的熒光發(fā)射光譜，發(fā)現(xiàn)摻雜后催化劑的發(fā)射光譜相對強度要明顯小于純的TiO2，說明(C5H7N2)3AsMo12O40·5H2O的摻雜有助于抑制電子-空穴的復合，充分體現(xiàn)了二者的協(xié)同效應。(C5H7N2)3AsMo12O40·5H2O摻雜量為5.0wt.％的(C5H7N2)3AsMo1

5、2O40·5H2O/TiO2的催化劑活性最好。在甲醇初始濃度為3.2g·m-3、丙酮初始濃度為3.5 g·m-3時，體系流速為10.0ml·min-1時，催化劑的對甲醇和丙酮的消除率達到100.0％。
　　在Au/TiO2紫外光催化消除甲醇研究的基礎上，研究了可見光對甲醇的催化消除作用。運用正交試驗考察摻雜量、焙燒溫度、焙燒時間等制備因素對催化劑可見光催化活性的影響，獲得了金含量為1.0wt.％，焙燒溫度為200℃時為最佳制備條件