可見光催化納米TiO-,2-的制備與性能研究.pdf

1、用草酸溶解鈦金屬的方法制備氫氧化鈦的前驅(qū)體溶液，再采用沉淀-膠溶法在低溫下制備了純的納米TiO<,2>溶膠及摻雜金屬離子改性的納米TiO<,2>溶膠；用亞甲基藍(lán)和甲基橙作為降解標(biāo)示物，研究了納米TiO<,2>溶膠和改性的納米TiO<,2>溶膠在紫外光和可見光照射下對(duì)標(biāo)示物光催化的作用，以及制各溫度，時(shí)間，溶液PH值，標(biāo)示物濃度，納米溶膠狀態(tài)和環(huán)境溫度的影響。采用x射線分析儀(XRD)，透射電鏡(TEM)，掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)溶膠及

2、納米粉體的顆粒大小，集聚狀態(tài)和晶型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和表征。 結(jié)果表明： TEM和XRD衍射分析表明，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)PH值為6.5～6.9，加熱溫度大于70℃，加熱時(shí)間為2h，制備的納米TiO<,2>顆粒比較規(guī)則，大部分為球形，粒徑在10nm～20nm之間，并且顆粒之間沒有團(tuán)聚。 紫外光下，純納米TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)和甲基橙的降解率，隨著制備溫度和環(huán)境溫度的升高而增大：室溫下，不同溫度下制備的純納米TiO<,2>對(duì)亞甲

3、基藍(lán)的降解率從70℃的75.3％增大到90℃的81％；70℃制各的純納米TiO<,2>在不同環(huán)境溫度下對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率從75.3％增大到83.1％。純納米TiO<,2>只有在環(huán)境溫度在30℃以上時(shí)才對(duì)甲基橙有降解，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)降甲基橙降解率增大，到40℃時(shí)，降解率達(dá)到81.1％；在環(huán)境溫度為30℃時(shí)，隨制備溫度升高純納米TiO<,2>對(duì)甲基橙的降解率從81.1％增大到85％． Cu<'2+>/TiO<,2>和Fe<'3+>

4、/TiO<,2>的光催化活性隨著Cu<'2+>和Fe<'3+>的摻入，先增大后減小，當(dāng)摻雜Cu<'2+>和Fe<'3+>的摩爾量分別為TiO<,2>的0.4％和1％時(shí)，改性納米顆粒的光催化活性最大。 可見光下Cu<'2+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率隨著制備溫度和環(huán)境溫度的升高而增大：70～90℃制備的納米Cu<'2+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)在室溫的降解率為53～78.396；隨著環(huán)境溫度的升高，70℃制備的納米Cu<

5、'2+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率為53～82.4％；摻銅的Cu<'2+>/TiO<,2>對(duì)甲基橙幾乎沒有降解。 可見光下Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率也隨著制備溫度和環(huán)境溫度的升高而增大：70～90℃制備的納米Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)在室溫的降解率為79.2～94％；隨著環(huán)境溫度的升高，70℃制各的納米Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率為79.2～97％；可見光下當(dāng)環(huán)境溫

6、度高于30℃，制備溫度高于80℃時(shí)，納米Fd<'3+>/TiO<,2>對(duì)甲基橙才有明顯的降解作用；80℃和90℃制備的納米Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)甲基橙30℃時(shí)的降解率分別為67.1％和73.4％；90℃制備的納米Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)甲基橙在40℃的降解率為79.2％。 隨著被降解物濃度的升高，經(jīng)過相同時(shí)間可見光照射，摻雜金屬的納米TiO<,2>對(duì)被降解物在30℃的降解率減小，但是降解量增大；當(dāng)亞甲基藍(lán)濃度從

7、3.37g/L增大到8.2mg/L時(shí)，70℃制備的Cu<'2+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率從7396減小到6296，降解量從2.47g/L增大到5.09g/L；70℃制備的Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率從78.9％減小到67％，降解量從2.66 g/L增大到5.5 g/L；甲基橙濃度從5.3 g/L增大到12.5 g/L時(shí)，90℃制備的Fe<'3+>/TiO<,2>對(duì)甲基橙降解率從73.4％減小到66.2％，降