SnO2-TiO2與GO摻雜的復(fù)合材料制備及光催化性能的研究.pdf

1、近年來水體污染越來越嚴(yán)重，TiO2、SnO2及氧化石墨烯摻雜材料的制備及性能研究受到科研人員的廣泛關(guān)注。本文采用主要通過兩種方法制備復(fù)合材料，即一步溶膠凝膠法制備的SnO2-TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑和分步法制備SnO2/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。通過XRD、SEM、FTIR、UV-Vis吸收光譜等表征手段對樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征，以羅丹明B為模擬污染源，篩選出光催化性能較好的催化劑。最后利用氧化石墨烯對SnO2/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體

2、光催化進(jìn)行進(jìn)一步摻雜改性，制備了SnO2/TiO2/GO復(fù)合材料的光催化劑，并對其進(jìn)行表征。具體內(nèi)容如下:
　　(1)采用正交實(shí)驗(yàn)，以鈦酸丁酯和四氯化錫為前驅(qū)體，冰醋酸為螯合劑，無水乙醇為分散劑，利用溶膠凝膠法，通過水解縮聚反應(yīng)制備納米SnO2-TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。最佳工藝條件:n(SnO2)∶n(TiO2)=1∶8、乙醇與水的體積比為1∶2以及煅燒溫度為400℃。表征結(jié)果表明:SnO2-TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑經(jīng)煅燒后

3、的晶型主要是銳鈦礦，呈現(xiàn)球形，粒徑約為12.6nm，對可見光有響應(yīng)能力。光催化結(jié)果表明:在紫外燈下50min時解羅丹明B的效率達(dá)到98.35％，其降解效率明顯優(yōu)于純TiO2。
　　(2)以SnCl4·5H2O為錫源，聚乙二醇(PEG)為表面包覆劑，以尿素為沉淀劑，通過均勻沉淀法制備納米SnO2粉末。在通過溶膠-凝膠法制備Ti(OH)4的過程中與SnO2進(jìn)行混合制的SnO2/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。表征結(jié)果表明:當(dāng)SnO2與Ti

4、O2的摩爾比為1∶4，煅燒溫度為400℃時，晶型主要是銳鈦礦TiO2，還有少量金紅石型TiO2，粒徑約為14.8nm，對可見光有較強(qiáng)的響應(yīng)能力。光催化結(jié)果表明:在紫外燈下35min時解羅丹明B的降解率即可達(dá)到98.2％，其降解效率優(yōu)于一步溶膠-凝膠法制備的SnO2-TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。在太陽光下，105min時的羅丹明B降解率達(dá)到90.6％。
　　(3)對于優(yōu)化出活性相對較好的SnO2/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑，通過超聲

5、復(fù)合法分別以0.5％、1％、2％、5％的氧化石墨烯對其進(jìn)行摻雜改性，制備出了SnO2/TiO2/GO復(fù)合材料的光催化劑。表征結(jié)果表明:G5光催化劑晶型良好，對可見光的響應(yīng)能力強(qiáng)。光催化結(jié)果表明:在紫外燈下35min時解羅丹明B的效率達(dá)到99.2％，其降解效率較優(yōu)于SnO2/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。在太陽光下105min時的降解率達(dá)到93.1％。
　　(4)考察所制備的SnO2-TiO2、SnO2/TiO2和SnO2/TiO2/