氮-鹵素共摻雜納米TiO2制備及光催化性能研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染日益嚴重，人們研究了各種方法用于處理環(huán)境污染物。隨著研究的日益廣泛和逐漸深入，各種新型處理方法被發(fā)掘。其中光催化處理技術(shù)由于其處理成本較低、對污染物降解徹底且無二次污染等特點，被人們廣泛研究。高效光催化劑的制備一直是研究的重點。在各類光催化劑中，二氧化鈦被研究的最為廣泛，但由于其所需帶隙躍遷能較高，為3.20 eV，僅能利用自然光中的紫外光，而對占自然光主體部分的可見光無法有效利用，因此，如何有效的提高二氧化鈦對可見光的

2、利用率成為了研究重點。
　　本文采用溶膠凝膠法將氮、鹵族元素共摻雜進入二氧化鈦，發(fā)現(xiàn)共摻雜可以有效提高二氧化鈦的光催化活性。此次研究所降解的目標物為亞甲基藍，以其去除率表示光催化劑的活性。通過實驗確定了光催化劑的最佳的煅燒溫度及摻雜比例；并通過考察投加量及溶液的pH值，確定光催化劑的最佳使用條件。結(jié)果顯示，紫外光下，氮氟摻雜光催化劑在煅燒溫度為800℃，摻雜量N, F:Ti=0.15，投加量為1.0 g/L時，對亞甲基藍的2 h光

3、催化降解去除率為87.98％；氮氯摻雜光催化劑在煅燒溫度為700℃，摻雜量N, Cl:Ti=0.15，投加量為1.5 g/L時，對亞甲基藍的的4 h光催化降解去除率為81.18%；氮溴摻雜光催化劑在煅燒溫度為600℃，摻雜量N, Br:Ti=0.15，投加量為1.0 g/L時，對亞甲基藍的4 h光催化降解去除率為83.75%；氮碘摻雜光催化劑在煅燒溫度為600℃，摻雜量N, I:Ti=0.15，投加量為1.0 g/L時，對亞甲基藍的4

4、h光催化降解去除率為69.58%。而可見光下，氮氟摻雜光催化劑在煅燒溫度為700℃，摻雜量N, F:Ti=0.15時，投加量為2.0 g/L時，對亞甲基藍的的4 h光催化降解去除率為93.87%；氮氯、氮溴、氮碘摻雜光催化劑對亞甲基藍4h最高光催化去除效率分別為21.82%、18.93%、19.10%。
　　另外，通過對XRD、SEM、DRS及XPS的表征結(jié)果的分析，理解氮與鹵素摻雜對二氧化鈦結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果顯示，氮鹵摻雜能