Bi2WO6和摻雜與負(fù)載型TiO2光催化劑的制備與表征及其活性評(píng)價(jià).pdf

1、摻雜改性TiO2或設(shè)計(jì)新型的可見(jiàn)光響應(yīng)光催化劑,提高其對(duì)太陽(yáng)光的利用率,是目前光催化劑研究的重要課題。同時(shí)將TiO2固定化,解決其分離和回收難題也是目前研究的熱點(diǎn)。本論文針對(duì)此開(kāi)展研究。
　　 第一,采用溶膠凝膠法,以硝酸鉍為鉍源制備Bi摻雜的TiO2光催化劑。對(duì)摻雜不同硝酸鉍量的TiO2和不同焙燒溫度下的Bi摻雜TiO2光催化劑進(jìn)行XRD、FTIR、TEM、XPS等表征分析,研究其結(jié)構(gòu)、晶型和表面價(jià)態(tài),并考察Bi摻雜的TiO2

2、光催化劑的光催化活性。研究表明適宜量的硝酸鉍摻入后沒(méi)有改變TiO2的晶體結(jié)構(gòu),Bi以氧化物的形式(+5和3-x)嵌入到TiO2晶格中,但TiO2晶相轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生滯后。Bi摻雜TiO2光催化劑活性好于P-25。
　　 第二,采用溶膠-凝膠法制備TiO2,通過(guò)在制備過(guò)程中加入Bi(NO3)3和尿素得到Bi、C和N共摻雜的TiO2。通過(guò)各種表征手段分析光催化劑的結(jié)構(gòu)和表面態(tài),采用若丹明B降解體系評(píng)價(jià)其光催化性能。研究發(fā)現(xiàn)制備過(guò)程中加入

3、硝酸鉍和尿素后,Bi、C和N同時(shí)被摻入,C和N取代TiO2晶格中的氧原子,形成Ti-C和Ti-N鍵。Bi存在+3和+5兩種價(jià)態(tài),以兩種氧化物的形式嵌入到TiO2晶格中。共摻雜樣品中,固定Bi摻雜量后,尿素存在最佳摻雜量。
　　 第三,采用水熱方法制備Bi2WO6。運(yùn)用XRD、FTIR、SEM等表征手段對(duì)不同晶化時(shí)間的Bi2WO6前驅(qū)體進(jìn)行表征,分析Bi2WO6形成機(jī)理。通過(guò)加入不同量的2.0M NaOH溶液調(diào)節(jié)懸浮液的pH值至6

4、.0和12.0,考察樣品的物相結(jié)構(gòu)和形貌。同時(shí)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值到6.0,得到類似花狀結(jié)構(gòu)的Bi2WO6樣品。對(duì)比不同堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)前驅(qū)體pH后的物相組成和形貌,并對(duì)樣品的光催化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　 第四,基于聚丙烯酸(PAA)獨(dú)特的吸水性和三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),用水溶液聚合方法,將二氧化鈦(P-25)顆粒負(fù)載到PAA上制成新型光催化劑降解材料TiO2/PAA。研究表明TiO2/PAA光催化劑中TiO2納米粒子