氮摻雜二氧化鈦的制備及降解活性紅紫染料的研究.pdf

1、TiO2納米材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低成本、無毒等特點(diǎn)成為最具應(yīng)用潛力的光催化劑，但TiO2禁帶寬度為3.2eV，需紫外光(λ≤387.5nm)激發(fā)其催化活性。目前研究表明采用非金屬元素氮對(duì)TiO2進(jìn)行摻雜改性，可有效拓展TiO2光譜響應(yīng)范圍，提高太陽光利用效率。
　　 本文采用溶膠凝膠法、水解沉淀法分別制備了SG、TN系列氮摻雜二氧化鈦(N/TiO2)光催化劑，并通過H2O2改性水解沉淀前驅(qū)物，制各出TNH系列N/TiO2。

2、由單因素分析和正交實(shí)驗(yàn)得出催化劑最佳制備條件，并以活性紅紫染料為目標(biāo)污染物，研究了不同系列N/TiO2在紫外光和太陽光下的催化活性，通過X-射線衍射(XRD)、元素分析(EA)、熱重分析(TG)、紅外光譜(FT-IR)及紫外-可見吸收光譜(UV-Vis DRS)等表征手段，探討了N/TiO2光催化劑的表面結(jié)構(gòu)及光吸收行為，光催化劑的作用機(jī)理及氮摻雜反應(yīng)機(jī)制。
　　 通過表征分析發(fā)現(xiàn)三個(gè)系列的N/TiO2都實(shí)現(xiàn)了N摻雜，摻雜量最高

3、達(dá)0.2％，且一定量的H2O2改性有利于N摻雜量的提高，經(jīng)抽濾洗滌工藝處理也有利于N的摻雜。同時(shí)推斷出TN系列光催化劑中N取代晶格O，形成替位摻雜;而TNH光催化劑有可能存在兩種摻雜，一為N取代O，進(jìn)入TiO2晶格，另一種為N+x與O結(jié)合形成Ti-O-N鍵的間隙摻雜。在DRS分析中H2O2改性催化劑對(duì)可見光的吸收率最高達(dá)80％，可見光吸收強(qiáng)度有了明顯提高。
　　 同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)水解沉淀法和H2O2改性制備的N摻雜TiO2在紫