爆轟合成離子摻雜納米二氧化鈦光催化研究.pdf

1、納米二氧化鈦是一種n型半導(dǎo)體材料，由于其合適的禁帶寬度可以利用太陽光進(jìn)行光催化降解有機(jī)、無機(jī)污染物。具有廉價、無二次污染、穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)簡單容易控制、氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。近年來，半導(dǎo)體的光催化性質(zhì)在環(huán)保、衛(wèi)生保健、自清潔等領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展。
　　二氧化鈦的禁帶寬度決定了它只能被太陽光中的紫外光激發(fā)具有光催化性，而紫外光只占太陽光的7％，這大大降低了對太陽光的利用率。因此，改變二氧化鈦的結(jié)構(gòu)，提高光催化活性，提高

2、對太陽光的利用率，具有重要的意義。二氧化鈦光催化的改性方法有很多，本文選擇離子摻雜的方法進(jìn)行改性。制備納米二氧化鈦的很多方法被應(yīng)用到離子摻雜中，但至今爆轟法還沒有被應(yīng)用。因此，本文選擇用爆轟法制備離子摻雜的納米二氧化鈦，達(dá)到提高其光催化活性的目的。
　　通過爆轟法分別制備出了摻雜Zn離子、Cu離子且摻雜濃度變化的納米二氧化鈦。XRD、TEM表征發(fā)現(xiàn)，所得樣品是納米級別的銳鈦礦相和金紅石相的二氧化鈦混合晶，摻雜的兩種離子都使混合晶中

3、銳鈦礦相含量發(fā)生變化;一系列光學(xué)表征手段發(fā)現(xiàn)，Cu離子摻雜的納米二氧化鈦的禁帶寬度、光催化活性得到了很大的改變。
　　對爆轟合成的摻雜納米二氧化鈦樣品進(jìn)行了一系列光催化降解甲基橙溶液的實驗。實驗發(fā)現(xiàn):較低濃度Zn離子的摻雜能夠提高二氧化鈦的光催化活性，當(dāng)濃度過高時反而會降低光催化活性;Cu離子摻雜的二氧化鈦的光催化活性表現(xiàn)出隨摻雜濃度增大而增強(qiáng)的現(xiàn)象。
　　探究了二氧化鈦用量、溶液初始pH值、甲基橙初始濃度、催化時間等因素對