摻雜改性TiO-,2-光催化劑的制備及其活性研究.pdf

1、TiO<,2>光催化氧化技術(shù)作為一種新的污染治理技術(shù)，因其具有能耗低、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。然而，因TiO<,2>是寬禁帶半導(dǎo)體(Eg<'->3.2eV)，只有在能量較高的紫外光照射下才表現(xiàn)出光催化活性，而太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光不能有效利用，同時(shí)光生電子與空穴的復(fù)合幾率高，量子產(chǎn)率低，故上述諸缺陷極大地限制了該技術(shù)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。 針對(duì)TiO<,2>光催化氧化技術(shù)存在的缺陷，提出了離子摻雜改性TiO<

2、,2>光催化劑的設(shè)想。本論文采用溶膠一凝膠法分別制備了稀土(Ce)、非金屬(I和F)摻雜的TiO<,2>光催化劑，通過(guò)改變摻雜元素、摻雜量和焙燒溫度等考察對(duì)TiO<,2>光催化活性的影響，同時(shí)借助XRD、TEM、XPS、UV-Vis等分析手段，表征了改性TiO<,2>微觀結(jié)構(gòu)。此外，以亞甲基藍(lán)染料為目標(biāo)污染物，探討了在模擬太陽(yáng)光照射下該改性TiO<,2>的光催化活性，并對(duì)其再利用性進(jìn)行了初步探討。 研究表明，Ce、I及I/F的摻

3、雜不僅可以阻礙TiO<,2>光催化劑由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變，提高其熱穩(wěn)定性，而且還抑制了TiO<,2>晶粒生長(zhǎng)，提高了比表面積。三種改性TiO<,2>光催化劑在紫外光區(qū)的吸光性增強(qiáng)，且發(fā)生微少藍(lán)移，同時(shí)在400-600 am可見(jiàn)光區(qū)的吸光性也有所增強(qiáng)。 由光催化降解亞甲基藍(lán)(10mg/L)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Ce/Ti摩爾比為0.05％，500℃焙燒2h的TiO<,2>光催化活性最佳，光照4 h亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到73％；當(dāng)I/