TiO2基多孔材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO2具有高催化活性，化學(xué)穩(wěn)定性，超親水性，殺菌消毒，廉價(jià)以及無毒等特點(diǎn)，吸引了廣大學(xué)者的關(guān)注和研究。但是由于其帶隙寬，僅吸收占太陽光比例4％左右的紫外光，此外TiO2還具有量子效率低，光生電子?空穴對容易發(fā)生復(fù)合等缺點(diǎn)，限制了TiO2在光催化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。因此，本論文對TiO2進(jìn)行了摻雜研究，并通過XRD，BET，UV?vis，TG?DTA，SEM，EDS和光電流檢測等方法對所得樣品進(jìn)行了表征。具體工作如下：
　　一、Nd摻

2、雜TiO2、Sn/Nd共摻雜TiO2多孔材料的制備及光催化性能的研究
　　（1）以聚苯乙烯（PS）微球?yàn)槟０?，鈦酸四丁酯（TBT）為鈦源，Nd(NO3)3·6H2O為Nd源，采用溶膠?凝膠法和熱處理合成了Nd摻雜TiO2多孔材料。研究了Nd摻雜量和煅燒溫度對光催化劑催化性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Nd不僅可以抑制TiO2顆粒的增長，增大樣品的比表面積，而且能夠減少電子?空穴對的復(fù)合，從而提高樣品光催化活性。其中0.5%Nd?TiO2?

3、550 oC光催化降解甲基橙溶液效果最好，紫外光照15 min后甲基橙降解率達(dá)到99.5%。
　?。?）采用上述相似的方法合成了Sn/Nd共摻雜TiO2多孔材料。研究了Sn/Nd摻雜量和煅燒溫度對光催化劑催化性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明摻雜后樣品的帶隙相對變窄，且 Sn/Nd共摻雜有利于樣品電子?空穴對的分離。其中1.0%Sn/Nd?TiO2?500 oC的光催化性能最好，紫外光照20 min后，甲基橙降解率達(dá)到99.3%。
　

4、　二、Ag摻雜TiO2、Ag/金紅石相共摻雜銳鈦礦相TiO2多孔材料的制備及光催化性能的研究
　?。?）以PS為模板，采用溶膠?凝膠法合成TiO2多孔材料。光照AgNO3分解成單質(zhì)Ag附著于TiO2表面，研究了Ag附著量對樣品光催化性能的影響，其中Ag含量為3%時(shí)樣品的催化活性最好，光照60 min后羅丹明B的降解率達(dá)到98.04%。
　　（2）采用上述相同的合成方法，制備了3% Ag?TiO2多孔材料。并將其作為前驅(qū)體，以

5、TiCl4為鈦源，采用低溫水浴法和熱處理，合成了Ag/金紅石相共摻雜銳鈦礦相TiO2多孔材料。研究了金紅石相TiO2含量對樣品光催化性能的影響，其中金紅石相TiO2含量為5%時(shí)，樣品的光催化活性最好，光照60 min后羅丹明B的降解率達(dá)到100%。
　　三、CdS摻雜TiO2、CdS/Ag共摻雜TiO2多孔材料的制備及光催化性能的研究
　?。?）以PS為模板，采用溶膠?凝膠法和水熱法合成了CdS摻雜TiO2多孔材料，研究了C

6、dS含量對樣品光催化性能的影響。其中3%CdS?TiO2樣品光催化活性最好，光照60 min后羅丹明B的降解率達(dá)到99.49%。
　?。?）以相同的合成方法制備了 CdS摻雜 TiO2多孔材料，并在其表面沉積3%的單質(zhì) Ag。研究了 CdS含量對樣品光催化性能的影響。其中3% CdS?3%Ag?TiO2樣品光催化活性最好，光照60 min后羅丹明B的降解率達(dá)到99.99%。
　　四、SrTiO3摻雜TiO2多孔材料的制備及光