鐵銀共摻雜納米TiO-,2-光催化性能研究及交變電場(chǎng)對(duì)其性能影響.pdf

1、當(dāng)前環(huán)境污染問(wèn)題是世界一大難題，也是各國(guó)科技工作者重點(diǎn)研究的問(wèn)題。由于光催化技術(shù)耗能低，能有效地將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、無(wú)機(jī)離子等小分子，達(dá)到完全礦化的目的，避免了二次污染，所以被廣泛應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域。但是由于光催化劑量子效率低，實(shí)際應(yīng)用中易受外界環(huán)境影響，因此如何改進(jìn)它的光譜吸收能力、提高光催化效率是目前研究的重點(diǎn)方向。 用溶膠-凝膠法和光還原沉積法相結(jié)合成功制備了Fe3+、Ag單摻雜以及Fe3+、Ag共摻雜納米TiO

2、2粉體光催化劑，利用XRD、SEM、EDS、FT-IR、XPS、UV-vis對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、形貌以及光譜特性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，無(wú)論是金屬單摻雜還是共摻雜制備的TiO2粉體相對(duì)于純TiO2，晶粒的直徑都有所變化，具體的變化和金屬元素的摻雜量有關(guān)，晶體顆粒也更為均勻。其中Fe3+摻雜納米TiO2粉體的粒徑比純納米TiO2粉體的粒徑小，說(shuō)明在一定程度上鐵摻雜抑制了納米晶體的生長(zhǎng)。Ag單摻雜時(shí)，當(dāng)Ag的含量大于0.5％，過(guò)多含量的Ag會(huì)促使T

3、iO2銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變，晶粒的尺寸逐漸變大。Fe3+、Ag共摻雜能改變納米TiO2的晶格長(zhǎng)度和能帶寬度，所以紅外光譜的紅外吸收帶發(fā)生了寬化，而且TiO2晶體的Ti-O特征振動(dòng)峰和紫外-可見(jiàn)吸收邊帶位置都發(fā)生了紅移現(xiàn)象，對(duì)光譜的吸收能力增強(qiáng)。 以染料甲基橙為光催化反應(yīng)模型化合物，分析了制備、降解等工藝對(duì)有機(jī)物光催化降解的影響，從動(dòng)力學(xué)角度分析了有機(jī)物的降解過(guò)程。結(jié)果表明，納米TiO2光催化劑的光催化性能在摻雜后得到明顯提高

4、，其中Fe3+的優(yōu)化摻雜量為0.1％，Ag的優(yōu)化摻雜量為0.7％，共摻雜的優(yōu)化比例為Fe3+0.1％Ag0.7％，共摻雜的光催化性能優(yōu)于單摻雜。仍以Fe3+0.1％Ag0.7％共摻雜納米TiO2為催化劑，外加輔助交變電場(chǎng)，電場(chǎng)能使TiO2的能帶發(fā)生彎曲，提高了電子與空穴的分離率，并且交變電場(chǎng)不利于粉體的團(tuán)聚，使共摻雜納米TiO2光催化降解率得到一定的提高，優(yōu)化降解條件為電壓25V，頻率3000KHz，pH值為6。經(jīng)過(guò)動(dòng)力學(xué)研究表明，本文