銀摻雜多孔二氧化鈦的制備、表征和光催化性能的研究.pdf

1、納米氧化鈦?zhàn)鳛榘雽?dǎo)體光催化劑有廣泛的應(yīng)用范圍，但存在光能利用率低且光生電子空穴復(fù)合率高的缺陷。針對這兩個(gè)缺陷，本文通過造孔和摻雜的手段來提高氧化鈦的光催化活性。利用以PEG-1000為模板劑，采用溶膠凝膠法制備多孔二氧化鈦，并通過正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)選多孔氧化鈦的制備條件。再利用紫外光還原法在多孔氧化鈦中進(jìn)行銀摻雜，篩選銀摻雜多孔氧化鈦的制備條件。對所制備樣品進(jìn)行多種表征：靜態(tài)氮吸附儀(BET)、X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉

2、紅外光譜儀(FT-IR)和紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)等。最后對銀摻雜樣品的光催化條件進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：多孔氧化鈦的最佳制備條件是n(水):n(鈦酸丁酯)=10:1，n(PEG):n(鈦酸丁酯)=0.25:1，馬弗爐中450℃煅燒3h。多孔氧化鈦的比表面積為33.9899m2/g，孔容為0.1583mL/g，平均孔徑為9.4nm；其XRD圖顯示出銳鈦礦相為主，粒徑為16.7nm；SEM中可觀察到

3、多孔氧化鈦是球型顆粒。50mL，10mg/L的甲基橙溶液在紫外燈照射下自制多孔TiO2能在120min內(nèi)降解完全。銀摻雜多孔氧化鈦的最優(yōu)條件:摻銀量為1.5％，紫外光照還原的時(shí)間為7min。1.5%Ag-TiO2樣品測試的比表面積為6.5183 m2/g，孔容為0.1442mL/g，平均孔徑為1.0nm；吸收峰在紫外可見譜發(fā)生明顯紅移；XRD圖顯示銀的摻入沒有改變銳鈦礦相，但是抑制了金紅石的生成，粒徑約為12.6nm。利用1.5%Ag-

4、TiO2樣品80min內(nèi)在紫外光和可見光下的降解率分別達(dá)到99.99%和93.35%。銀的摻入改善了多孔氧化鈦的結(jié)構(gòu)，使光吸收能力增強(qiáng)，光吸收范圍拓寬，提高太陽能利用率。
　　1.5%Ag-TiO2樣品光催化降解反應(yīng)的最優(yōu)條件是：降解時(shí)間紫外光為80min，可見光為100min，催化劑使用量為4g/L，甲基橙溶液c0=10mg/L。堿性條件下溶液pH值越大，酸性條件下溶液pH值越小，光催化性越好，且酸性優(yōu)于堿性。加入雙氧水也可以提