異質(zhì)摻雜改性二氧化鈦及其光催化性能研究.pdf

1、近年來，利用半導(dǎo)體材料光催化制氫和光降解有機(jī)污染物等技術(shù)，為人類提供了高效、清潔、可再生資源和有效治理環(huán)境污染的理想途徑。作為半導(dǎo)體光催化劑的TiO2具有高光催化活性、降解有機(jī)物效率較高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及不引起二次污染等優(yōu)勢，吸引了眾多科研工作者的關(guān)注，但因其光響應(yīng)能力缺陷（即因帶隙寬而僅對波長λ＜387nm的光線具有明顯光響應(yīng)能力）以及光能利用率低，嚴(yán)重阻礙了二氧化鈦的實(shí)際化學(xué)工業(yè)應(yīng)用及推廣。本文以二氧化鈦為母體異質(zhì)摻雜制得高活性的光

2、催化復(fù)合材料并通過實(shí)驗(yàn)和模擬的方法探究了二氧化鈦的光催化性能，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　首先，采用水熱合成結(jié)晶法制備TiO2，結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線粉末衍射(XRD)、X射線能譜(XPS)等手段的表征分析，可得知隨水熱結(jié)晶時(shí)間從1h延長至24 h、水熱溫度由353.15 K提高到453.15 K，分別制得無定形的板鈦礦、銳鈦礦，晶體粒度的大小也隨著水熱時(shí)間的延長、水熱溫度的升高而增大;同

3、時(shí)分別以自制的TiO2和德固賽公司氣相沉積法制得的二氧化鈦P25為母體，采用溶浸法異質(zhì)摻雜CuO、Fe2O3改性TiO2，并進(jìn)行了SEM、TEM、XPS、UV-Vis(紫外可見光譜)等表征分析，獲得了CuO、Fe2O3以及CuO和Fe2O3共改性TiO2復(fù)合體系的顆粒粒徑大小為18-30nm、元素組成和價(jià)態(tài)分別為Cu+2、Fe+3、O-2、Ti+4。
　　再次，分別于紫外光、可見光條件下對水熱結(jié)晶制備的TiO2、 CuO、Fe2O

4、3以及CuO和Fe2O3異質(zhì)改性的TiO2復(fù)合體系進(jìn)行光催化分解水制氫和光催化降解甲基橙(MO)活性測試，并對不同制備方法和不同改性方法制得的樣品(2CT、2FT、2CFT、CT2、FT2、CFT2、CP2、FP2及CFP2)進(jìn)行了光催化降解MO反應(yīng)，得出無論紫外還是可見光照射下，樣品CFT2/2CFT/CFP光催化降解MO溶液的光催化活性明顯優(yōu)于CT2/2CT、FT2/2FT以及P25，還得出樣品(CT2/FT2/CFT2)的光催化活