提高納米TiO-,2-光催化性能的金屬改性方法的探索.pdf

1、本論文采用溶膠-凝膠法和簡單的浸漬法合成了一系列的Cu-TiO<,2>和Sn-TiO<,2>光催化劑。通過TG、XRD、DRS、SPS、XPS、EIS等技術對所制備的樣品進行了表征。以光催化降解羅丹明B(RhB)為目標降解物，較詳細研究了金屬改性TiO<,2>納米粒子的光催化活性。同時，探討了納米TiO<,2>的制備和改性體系中，焙燒溫度、焙燒時間、不同金屬加入量以及浸漬時間等因素對光催化活性的影響。 在400℃下焙燒4h獲得了

2、結晶較好的銳鈦礦相Cu-TiO<,2>納米粒子。通過DRS、SPS、XPS分析發(fā)現(xiàn)，當銅摻雜量較低時(≤0.06 mol％)，由于Cu-TiO<,2>納米粒子中的氧空位和銅物種能夠充當捕獲阱捕獲光生電子，有效抑制了光生電子一空穴對的復合，提高了催化劑的活性；但當銅的摻雜濃度較高時(>0.06mol％)，過量的氧空位和銅物種則變成了光生電子和空穴的復合中心。同時，過量的銅覆蓋在TiO<,2>表面阻礙了光吸收，導致了催化劑光催化活性的下降。

3、 實驗結果表明，經(jīng)Sn改性的TiO<,2>納米粒子的光催化活性顯著提高。其原因可以歸結為：Sn還原后的TiO<,2>中有Ti<'3+>離子的存在，使TiO<,2>的費米能級升高，使OH的數(shù)量增多；表面氧空位密度增加，可以有效的捕獲光生電子，抑制光生載流子的復合；Sn<'2+>還原TiO<,2>后，Sn吸附在TiO<,2>粒子表面以Sn<'4+>物種存在，亦能捕獲光生電子，抑制光生載流子的復合；Sn還原引入Ti<'3+>、Sn<'