金屬離子摻雜TiO-,2-薄膜的制備及光催化有機(jī)廢水的研究.pdf

1、納米TiO2光催化降解污染物是一項(xiàng)新興的頗有發(fā)展前途的環(huán)境友好催化新技術(shù)。目前以 TiO2 為基礎(chǔ)的光催化技術(shù)還存在量子效率低、太陽(yáng)能利用率低等技術(shù)難題，提高TiO2 吸收光譜范圍和光催化量子效率成為半導(dǎo)體光催化技術(shù)研究的中心問(wèn)題。 金屬離子摻雜是改善催化劑光催化性能的有效途徑。本文以鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇為主要原料，采用溶膠-凝膠法，以普通鈉鈣玻璃基片為載體提拉制備了摻雜鑭、鈰、鈷的納米級(jí)TiO2光催化薄膜, 并利用XRD、SEM

2、、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、接觸角測(cè)試儀及自制光催化反應(yīng)器對(duì)薄膜的物相、形貌、光學(xué)性能及光催化性能進(jìn)行了表征。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1) 所制備的TiO2薄膜晶型以銳鈦礦型為主，且薄膜表面均勻而平緩，納米晶粒尺寸分布均勻。純TiO2薄膜平均粒徑為40nm，各摻雜TiO2薄膜平均粒徑在28～37nm之間，摻雜弱化了晶粒的發(fā)育，改變了TiO2的晶格常數(shù)。(2) 在吸收光譜上，與純態(tài)TiO2薄膜相比，摻雜薄膜產(chǎn)生了吸收邊向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)，即“紅

3、移”現(xiàn)象。(3)光催化甲基橙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的TiO2薄膜具有較高的光催化活性，各摻雜TiO2薄膜的1-6層膜均能在40min內(nèi)使20mg/L的甲基橙溶液脫色率達(dá)到96％以上（以去離子水為參比）。摻雜影響了TiO2 薄膜的光催化活性，且在摻雜量上，各摻雜元素均存在一個(gè)最佳摻雜量。適量的摻雜有助于低層數(shù)薄膜光催化性的提高，催化時(shí)間的縮短。實(shí)驗(yàn)條件下，在0.05％、0.2％和0.5％三種鑭摻雜量中，膜層為70nm左右的0.05％La薄