固溶體微球光催化劑的超聲噴霧制備及其光催化性能研究.pdf

1、自從1972年日本科學(xué)家Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)在TiO2電極上光解水制氫以來，光催化技術(shù)受到了越來越廣泛的關(guān)注。TiO2由于其獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性、無毒和廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在降解水和空氣污染物中顯示出巨大的潛力。但是由于其禁帶寬度較大(3.2eV)，只能吸收太陽光中的紫外光部分，而上述波段的光能量僅占太陽光總能量的5％，導(dǎo)致其利用太陽能的效率較低。為了提高TiO2的量子產(chǎn)率，研究人員采取了很多有效的方法，如金屬離子摻雜，非金屬摻雜

2、，染料敏化以及形成復(fù)合氧化物等，從根本上提高其利用太陽能的效率。 本文通過超聲噴霧熱解法(USP)制備出一系列Ti1-xZrxO2固溶體(x=0.000，0.045，0.090，0.135和0.180)光催化劑。對所得樣品進(jìn)行了XRD，SEM，TEM，BET以及UV-vis漫反射表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得產(chǎn)物具有核殼狀微球結(jié)構(gòu)，球的直徑分布在幾百個(gè)納米到幾個(gè)微米的范圍之內(nèi)；由于TiO2晶格中部分Ti4+被Zr4+取代，固溶體的能帶

3、發(fā)生了藍(lán)移。以羅丹明B(RhB)為目標(biāo)污染物，在模擬太陽光照射的條件下，研究了該系列固溶體光催化劑光催化活性差異，并提出了可能的催化反應(yīng)機(jī)理。該制備方法簡便省時(shí)，易于操作，適合規(guī)?；苽涔倘荏w光催化劑。 在制備出Ti1-xZrxO2固溶體高效光催化劑基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步通過超聲噴霧熱解法得到具有可見光活性的碳摻雜的Ti0.91Zr0.09O2固溶體光催化劑，并進(jìn)行了一系列的表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過碳摻雜，成功地將固溶體的光吸收范圍拓