鐵摻雜TiO2光催化劑的制備、表征及光催化固氮性能研究.pdf

1、光催化固氮技術(shù),是一種新型的固氮形式就成為科學(xué)研究中的重要課題。本文鐵離子對(duì)TiO2進(jìn)行改性,通過(guò)二次水熱法制備出了具有高效的Fe-TiO2光催化劑,并研究了其結(jié)構(gòu)形貌,光電化學(xué)特性與光催化固氮性能之間的關(guān)系。
　　 本文以P25為鈦源,以氯化鐵FeCl3·6H2O為改性劑,利用二次水熱法成功制備出了摻鐵的納米TiO2光催化劑。X射線衍射線法(XRD)對(duì)鍛燒后的納米粉末結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。由測(cè)定結(jié)果可知,在500℃時(shí),0.01％的摻鐵

2、納米二氧化鈦為銳鈦礦型。從紫外-可見(jiàn)分光光譜分析可知摻鐵納米二氧化鈦與純納米二氧化鈦相比,吸收邊帶發(fā)生了紅移,說(shuō)明摻鐵有利于光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的吸收。但是摻雜量的改變對(duì)催化劑的光響應(yīng)范圍影響不大。通過(guò)FTIR,XRF,TEM等手段對(duì)其摻雜機(jī)理進(jìn)行探討。表明Fe是以替代Ti的形式生成Fe-TiO2。
　　 光催化固氮研究結(jié)果表明,Fe3+摻雜量為0.01％時(shí)效果最佳,空穴捕集劑乙醇濃度78.9mg/L,光催化劑的用量0.1mg/L,

3、光照3h后,摻鐵TiO2的光催化固氮效果是未摻雜TiO2的3.5倍;空穴捕集劑的種類對(duì)固氮效果影響較大,考察乙醇、乙酸鈉、甲酸鈉、草酸鈉四種空穴捕獲劑在同樣濃度下對(duì)紫外光光催化固氮效果時(shí),乙醇效果最好。
　　 結(jié)合線性掃描法、交流阻抗譜法及Mott-Schottky方程,深入研究了Fe-TiO2催化劑的電化學(xué)性質(zhì).線性掃描結(jié)果表明,以0.01％Fe-TiO2催化劑作工作電極時(shí)氮?dú)獾碾娮愚D(zhuǎn)移數(shù)為2。交流阻抗譜模擬表明,0.01％F