N-TiO2光催化劑的制備及光催化降解苯甲酸的研究.pdf

1、在光催化領域內，TiO2作為一種寬禁帶半導體，由于性質穩(wěn)定、無毒、以及高效的光催化活性，尤為引人矚目。但是由于TiO2（銳鈦礦）的禁帶寬度為3.2eV，要在紫外光（λ≤387.5nm）的激發(fā)下才能顯示催化活性。然而太陽光中紫外光能量僅占4％，而可見光能量占43%。因此如何改性TiO2使其在可見光甚至是室內光源的激發(fā)下產(chǎn)生活性一直是研究熱點，為了提高可見光的利用率，許多研究者進行了TiO2的改性研究。采用非金屬元素氮對TiO2進行摻雜改性

2、，是拓展TiO2光譜響應范圍的有效途徑。
　　本文采用鈦酸四丁酯（TNB）水解法制備了氮摻雜的TiO2，通過正交試驗得出了催化劑的最佳制備條件。并采用XRD、BET、DRS、SPS、IR及XPS等表征手段，研究了N/TiO2光催化劑的表面結構及光吸收性質，討論了氮摻雜影響TiO2光催化性能的機理。研究結果表明，氮元素進到TiO2晶格中占據(jù)氧的位置形成了Ti-N鍵，增大了價帶寬度，使帶隙變窄，引起吸收邊的紅移，提高了TiO2光催化劑

3、的可見光催化性能。氮元素的存在不僅能有效抑制粒徑的增大，而且有助于獲得更多的表面羥基，增強了TiO2的光催化活性。隨著焙燒溫度的升高，氮摻雜量不斷降低，溫度達到350℃時，氮摻雜量最高，此時N/TiO2光催化劑對可見光的吸收最強。
　　研究了N/TiO2光催化劑投加量、反應體系pH值、苯甲酸初始濃度以及波長等影響因素對苯甲酸降解效率的影響程度，篩選低濃度苯甲酸廢水的最佳降解條件。研究結果表明：TiO2懸浮體系光催化氧化降解苯甲酸的