微波輔助溶膠凝膠法合成介孔TiO2及其催化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為人們最關(guān)注的課題之一。半導(dǎo)體光催化作為環(huán)境污染處理的一個(gè)新領(lǐng)域，具有高效降解有機(jī)污染物的潛能。半導(dǎo)體催化劑中，介孔TiO2具有來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染處理領(lǐng)域。
　　介孔TiO2具有高比表面積，優(yōu)越的吸附性能，易于反應(yīng)物進(jìn)入的有序孔道結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。但是由于TiO2的禁帶寬度較大，必須在高能的紫外光輻射的條件下才能將電子激發(fā)到導(dǎo)帶，且

2、TiO2的光生電子-空穴容易復(fù)合，使純的介孔 TiO2催化活性較低。本次研究主要是合成摻雜型的介孔TiO2，通過(guò)摻雜F，Co等元素增大光催化劑的比表面積，減小TiO2的禁帶寬度，提高催化劑的光子利用率，最終提高催化劑的光催化活性。
　?、俨捎梦⒉ㄝo助溶膠凝膠法合成催化劑：采用微波輔助的方法，在較短時(shí)間內(nèi)合成不同F(xiàn)，Co摻雜量的F-MT和Co-MT，以及F，Co共摻雜的F-Co-MT。通過(guò) FT-IR，差熱熱重，XRD，SEM，N2

3、吸附脫附等手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明，制備的介孔TiO2均為銳鈦礦型TiO2，最佳煅燒溫度為400℃，且當(dāng)F，Co的摻雜量分別是2％和5%時(shí)，有利于形成銳鈦礦型，晶粒尺寸適當(dāng)?shù)慕榭譚iO2。N2吸附脫附結(jié)果顯示MT，2%F-MT，2%F-5%Co-MT的比表面積分別為70.706m2/g，143.375 m2/g，114.613 m2/g，表明F的摻雜明顯提高介孔TiO2的比表面積。此外，通過(guò)SEM結(jié)果可知，合成的M

4、T，2%F-MT，2%F-5%Co-MT均為介孔微球，5%Co-MT的形貌為蟲孔狀。2%F-MT微球的表面蓬松，顆粒均勻且分散性良好。
　?、谝约谆热芤簽槟M污染物，在可見光條件下研究制備的摻雜型介孔 TiO2的光催化降解性能和機(jī)理。當(dāng) MO的初始濃度為15mg/L，催化劑量為0.16g，在可見光下光催化降解2h，2%F-MT，5%Co-MT，2%F-5%Co-MT對(duì)MO的光催化降解率分別能達(dá)到99.07%，88.05%，91.