摻氮納米氧化鈦光催化劑的制備及光催化性能評價方法的研究.pdf

1、本文研究了納米復合半導體高溫摻氮的新技術，通過摻雜N元素制得高效復合型光催化劑SiO2/TiO2-xNx，在前期制備高純納米TiO2和TiO2xNx粉體的基礎上，研究了樣品制備工藝，表征了樣品結構性能，初步探討了樣品光催化活性提高的內(nèi)在機理。該技術對于拓展樣品光響應范圍、改善其光催化性能以及降低其生產(chǎn)成本具有較大意義。 采用X射線熒光分析(XRF)、差熱分析(TG-DSC)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、透射

2、電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和紫外—可見漫反射光譜(UV-Vis)等多種手段詳細表征了樣品的結構、形貌及光吸收特性。分別在紫外和可見光源下對摻氮前后樣品光催化性能進行了比較。 研究表明，樣品的硅鈦摩爾比n(Si)/n(Ti)=0.22，摻氮反應溫度和反應時間對于樣品的形貌結構和理化特性均有較大的影響，在450℃下?lián)降磻?h后，樣品中氮元素摩爾百分含量為1.43％，粒徑小于20nm，粒子為包覆型結構，外層為銳鈦

3、礦相TiO2，內(nèi)層為無定型SiO2，其光吸收閥值由387nm紅移至500nm左右。摻氮后的樣品基本保持了紫外光下的催化活性，同時在可見光下較未摻氮樣品的光催化性能有了大幅度的提高。 本文還針對目前光催化劑性能評價方法的不足，研究了雙波長分光光度法在光催化降解有機染料溶液中的應用。經(jīng)實驗，確定了納米TiO2-亞甲基藍混合液吸光度測定的最佳工作條件：測量波長660nm，參比波長720nm，TiO2含量小于150mg/L，RSD(相對