TiO-,2--云母復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、納米二氧化鈦由于其獨(dú)特的光催化特性，在廢水處理、空氣凈化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但TiO2光催化劑帶隙較寬，對(duì)太陽(yáng)能利用率很低。加之光生電子和光生空穴易于復(fù)合，光量子效率低，嚴(yán)重制約了TiO2光催化的實(shí)際應(yīng)用效率。通過(guò)在TiO2材料中摻雜一些貴金屬或非金屬離子，可以提高TiO2的可見(jiàn)光響應(yīng)范圍，從而達(dá)到提高光催化活性的目的。TiO2的團(tuán)聚和難以回收也是限制其應(yīng)用的另一原因，將其負(fù)載于合適的基體上，是解決這一問(wèn)題的有效方法。近年來(lái)，有關(guān)納

2、米二氧化鈦摻雜及負(fù)載的研究，得到了廣泛的關(guān)注。
　　 本文以云母為載體，TiCl4為鈦源，NaOH為沉淀劑，采用水解-沉淀法制備出了云母負(fù)載納米TiO2光催化劑(TiO2/M)，研究了制備過(guò)程中溫度、加料速率和濃度、粉體焙燒溫度、光催化劑添加量，重復(fù)次數(shù)對(duì)光降解甲基橙活性的影響；同時(shí)分別以尿素為N源、Ag2CO3為Ag源，采用后摻雜法制得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的N摻雜TiO2/M和Ag摻雜TiO2/M。研究了N或Ag的摻雜對(duì)粉體中TiO

3、2晶相結(jié)構(gòu)，粒度和光催化性能的影響。采用TG、XRD、XPS、SEM、EDS、DUV等對(duì)所制得的樣品進(jìn)行了表征，并以日光色鏑燈為光源，甲基橙為模擬污染物檢測(cè)其光催化活性。
　　 研究表明：絹云母與TiO2通過(guò)橋氧相連形成均勻牢固的包覆層，樣品中TiO2物相為銳鈦礦相和金紅石相混晶，平均晶粒尺寸為10～30 nm，制備的TiO2/M光催化劑對(duì)200～370 nm的紫外光有較高的吸收率，經(jīng)400℃焙燒2h制備的光催化劑以5 g/L加

4、入時(shí)，60 min對(duì)甲基橙的降解率達(dá)到44％；相同條件下重復(fù)利用三次，60 min對(duì)甲基橙的降解率仍然可高達(dá)28％；N或Ag的摻雜抑制了TiO2晶粒的長(zhǎng)大，減緩銳鈦礦向金紅石相的轉(zhuǎn)變，同時(shí)N的摻雜形成Ti-O-N鍵，形成新的能級(jí)結(jié)構(gòu)，使樣品對(duì)光的吸收邊紅移至440～550 nm，具有明顯的可見(jiàn)光響應(yīng)，對(duì)甲基橙的光催化降解率與沒(méi)有摻N的樣品相比，最高可達(dá)1.6倍，N的摻雜能有效增加樣品的使用壽命，相同條件下重復(fù)利用四次，光照60min對(duì)甲