SO42--TiO2、BiOI-TiO2和La-SrTiO3光催化劑的制備、表征及性能.pdf

1、資源的過度利用和大自然的嚴(yán)重污染，對(duì)我們的生存環(huán)境造成了巨大的威脅。近年來，光催化技術(shù)在治理環(huán)境污染領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景，得到廣泛關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)之一。目前所開發(fā)的光催化材料主要集中在TiO2、ZnO等金屬氧化物，一般來說這些光催化材料具有價(jià)格低廉、反應(yīng)條件溫和、化學(xué)穩(wěn)定性高、紫外光光催化效率高等眾多突出優(yōu)點(diǎn)。但是它們可利用的光源僅限于紫外光，太陽能轉(zhuǎn)換效率較低，光生電子和空穴易復(fù)合，一直制約著其光催化活性的進(jìn)一步提高。所以，如何

2、對(duì)納米光催化材料進(jìn)行改性處理，將光響應(yīng)范圍擴(kuò)展至可見光區(qū)，以便更好地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)和生活，成為人們研究的重點(diǎn)。
　　 本工作，我們分別采用溶膠-凝膠-浸漬，沉積和溶膠-凝膠法合成了SO42-/TiO2，BiOI/TiO2和La-SrTiO3光催化劑，通過各種現(xiàn)代化手段對(duì)其進(jìn)行了表征，研究了SO42-/TiO2，BiOI/TiO2和La-SrTiO3光催化劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和光催化性能之間的關(guān)系。具體的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)部分:
　

3、　 第一，以鈦酸正四丁酯為鈦源，采用溶膠-凝膠-浸漬法制備了銳鈦礦型SO42-/TiO2納米光催化劑，并通過X射線衍射(XRD)、BET比表面積測(cè)量(BET)、光致發(fā)光光譜(PL)和透射電鏡(TEM)對(duì)其進(jìn)行了表征，以對(duì)苯二甲酸作為探針分子，結(jié)合化學(xué)熒光技術(shù)探討了光催化劑表面羥基自由基的生成;并且在紫外和可見光的照射下，以甲基橙為光催化反應(yīng)的模型化合物研究了其光催化活性。結(jié)果表明，SO42-負(fù)載使銳鈦礦TiO2的比表面積、吸附量增加和

4、光催化活性提高;SO42-/TiO2納米光催化劑的羥基自由基的生成速率與其催化活性成正比。
　　 第二，在室溫條件下利用沉積的方法制備了納米BiOI/TiO2(A)（A:銳鈦礦）光催化劑。用X射線衍射(XRD)，X射線光電子能譜(XPS)，光致發(fā)光光譜(PL)和紫外-可見漫反射光譜等手段(UV-visDRS)對(duì)其進(jìn)行了表征。通過光催化降解羅丹明B(RhB)評(píng)價(jià)了其光催化活性。結(jié)果表明，BiOI/TiO2(A)在370-630nm

5、的吸收強(qiáng)度隨BiOI含量增加而增強(qiáng)，吸收帶邊紅移增加，當(dāng)Bi/Ti摩爾比約為1.7％時(shí)，表現(xiàn)出最好的紫外和可見光催化活性。與TiO2(A)相比，BiOI/TiO2(A)明顯具有更高的紫外和可見光催化活性，同時(shí)1.7％BiOI/TiO2(A)的紫外光活性也略高于P25，而其可見光活性明顯高于P25。這歸因于它在370-630nm的強(qiáng)吸收、吸收帶邊紅移明顯以及光生電子和空穴的有效轉(zhuǎn)移，減少了電子-空穴對(duì)的復(fù)合。
　　 第三，通過溶膠

6、-凝膠的方法具有不同La含量的La-SrTiO3光催化劑，并采用X射線衍射(XRD)，X射線光電子能譜(XPS)，透射電鏡(TEM)，BET比表面積測(cè)量和紫外-可見漫反射光譜(UV-visDRS)等手段對(duì)其進(jìn)行了表征。以甲基橙為模型污染物，考察了La-SrTiO3催化劑的紫外和可見光催化活性，探討La含量和焙燒溫度對(duì)La-SrTiO3光催化降解甲基橙的影響，結(jié)果表明:鈦酸鍶經(jīng)鑭摻雜后仍然保持了鈣鈦礦結(jié)構(gòu);與純SrTiO3相比，摻雜后的L