鈦酸鍶的改性及光催化性能研究.pdf

1、光催化氧化-還原技術(shù)處理各種污染物是當(dāng)今被廣泛關(guān)注和研究的熱點(diǎn)課題之一，該技術(shù)具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。 鈣鈦礦復(fù)合氧化物以其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，在電磁性、氣敏性、光催化、電化學(xué)等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)；而且它們的活性也因結(jié)構(gòu)中分子或離子的不同而改變。在光催化方面，SrTiO<,3>是其中較為典型的一種，它有良好的理化性質(zhì)，在光解水時(shí)顯示出優(yōu)異的光催化性能。本文采用溶膠-凝膠法合成了SrTiO<,3>及其

2、金屬摻雜的一系列光催化劑，通過X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見分光光度儀(UV-Vis)等手段對(duì)各種摻雜催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了它們對(duì)亞甲基蘭的光催化降解性能。主要研究結(jié)論： 1．實(shí)驗(yàn)中照射光源、亞甲基蘭的初始濃度、反應(yīng)器形狀等因素對(duì)光催化劑SrTiO<,3>光催化反應(yīng)活性都有影響。亞甲基蘭存在一個(gè)最佳初始濃度。 2．在紫外光以及可見光照射下，光催化劑SrTiO<,3>中摻入Zr<'4

3、+>離子可以大大提高催化劑的光催化效率。并且，值得注意的是，Zr<'4+>離子最佳摻雜濃度高達(dá)8％，此摻雜濃度催化劑在紫外和可見光區(qū)的催化降解性能高于未摻雜催化劑約4倍。La<'2+>離子和Ba<'2+>離子在Sr位置的摻雜對(duì)催化劑未見可察覺的影響。 3．在紫外光以及可見光照射下，光催化劑SrTiO<,3>中同時(shí)摻入La<'2+>和V<'5+>離子也可以大大提高催化劑的光催化效率。V<'5+>和La<'2+>離子最佳摻雜濃度分別

4、為1.5％和0.5％。同樣，La<'2+>離子摻雜對(duì)催化劑性能影響小于V<'5+>。 4．很多金屬離子的摻雜反而會(huì)降低催化劑的光催化性能，例如Cu和Mn。 5．在紫外光照射下，實(shí)驗(yàn)中合成的所有摻雜光催化劑的催化活性大小順序?yàn)椋篠r<,0.999>La<,0.001>Ti<,0.920>Zr<,0.08>O<,3> > Sr<,0.995>La<,0.005>Ti<,0.985>V<,0.015>O<,3> > Sr<,1

5、>La<,0>Ti<,0.995>Ni<,0.005>O<,3> >Sr<,1>La<,0>Ti<,0.995>Mo<,0.005>O<,3> > Sr<,0.99>La<,0.01>Ti<,0.999>Fe<,0.001>O<,3> > Sr<,0.995>La<,0.005>Ti<,1>Cu<,0>O<,3> >Sr<,0.999>La<,0.001>Ti<,0.999>Zn<,0.001>O<,3>＞Sr<,0.995> La<,