二氧化鈦納米粒子的修飾及其性能分析.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,大量的廢物不斷排入自然界,嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命,因此,“三廢”問題就成了人們函待解決的問題。目前光催化氧化技術(shù)成為處理廢水污染的方法中最有前景的一種。光催化過程是通過光催化降解的方法,把有機污染物礦化分解為水,二氧化碳和無毒害的有機酸。半導(dǎo)體例如TiO2、ZnO、CdS等光催化劑一直用來光催化降解污染物,其中二氧化鈦具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,價廉易得,無毒等優(yōu)點,但是也存在一些缺陷,二氧化鈦光催化劑的光生電子一空穴

2、對的再復(fù)合率高,量子效率偏低,光催化性能不突出。二氧化鈦(銳鈦礦型)的吸收帶隙為3.2 eV,其對應(yīng)的吸收波長為387nm,只能利用占太陽光譜范圍4％的紫外光部分,對太陽光的有效利用率低和較低的光量子效率是限制光催化實用化和工業(yè)化的主要原因。因此,對納米二氧化鈦的改性研究,降低催化劑的光生電子一空穴的復(fù)合率,提高其催化性能和對太陽光的利用率具有重大的研究意義。
　　 目前,人們在二氧化鈦光催化劑的改性上做了大量研究,研究表明,通

3、過對半導(dǎo)體二氧化鈦沉積貴金屬、摻雜離子、有機染料光敏化以及表面修飾處理等方法提高穩(wěn)態(tài)光降解量子效率及光催化性能。
　　 本文采用sol-gel法制備了納米氧化鈦(TiO2),并用鄰苯二甲酸(o-PTA)對TiO2進行敏化修飾,得到了鄰苯二甲酸敏化納米氧化鈦(o-PTA/TiO2)催化劑。傅里葉變化紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射儀(XRD)、熒光發(fā)射光譜(FL)和紫外-可見漫反射光譜(DRS)等技術(shù)表征的結(jié)果顯示鄰苯二甲酸已被

4、成功地修飾到TiO2表面,促使TiO2的電子.空穴對發(fā)生分離,有效地降低了它們的載流子的復(fù)合幾率。
　　 以羅丹明B(RhB)為催化降解目標(biāo)物,采用紫外/可見光譜(UV-Vis)法和熒光光譜(FL)法以及高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS)對催化降解RhB的產(chǎn)物進行研究,結(jié)果顯示,在可見光下TiO2催化降解RhB時,是直接礦化RhB；同條件下o-PTA/TiO2催化降解RhB時,是分步降解。對兩種光催化路徑的探究,可以為光催