Sn、Ag和Cu摻雜改性TiO2-WO3-CNTs復(fù)合催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、由于純TiO2具有較大的禁帶寬度，容易產(chǎn)生團(tuán)聚，光生電子和空穴也容易復(fù)合而使光量子產(chǎn)率減少限制了TiO2光催化材料的應(yīng)用。本采用Sn、Ag和Cu離子摻雜、WO3和CNTs雙負(fù)載的方法對(duì)TiO2進(jìn)行改性制備了粒徑小、比表面積大、禁帶寬度窄的復(fù)合催化劑，提高TiO2的光催化效率。利用XRD、UV-vis DRS、BET、SEM和TEM等測(cè)試方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和表征，并探索了其光催化降解羅丹明B的性能。
　　1.合成的Sn摻雜Sn-TiO

2、2和Sn-TiO2/WO3/CNTs系列催化劑均為銳鈦礦型，一定Sn摻雜量與少量WO3、CNTs的攝入會(huì)限制TiO2晶粒的生長(zhǎng)。同時(shí)，Sn摻雜能使TiO2禁帶寬度變窄而光響應(yīng)得范圍拓寬，Sn摻雜量為2％時(shí)禁帶寬度達(dá)最?。豢讖街饕植荚?-15nm之間，介孔大小分布比較均勻，尺寸和形貌上分布較均一規(guī)整，無(wú)明顯團(tuán)聚。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，Sn摻雜的復(fù)合催化劑Sn-TiO2/WO3，Sn-TiO2/CNTs，Sn-TiO2/WO3/CNTs

3、的降解率分別為62.3%、85.2%、98.2%；循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Sn-TiO2/WO3/CNTs循環(huán)四次降解羅丹明B的降解率都在80%之上。
　　2.Ag摻雜的Ag-TiO2/WO3/CNTs系列復(fù)合催化劑的晶粒尺寸小于TiO2，Ag的摻雜量為5%時(shí)，Ag-TiO2/WO3/CNTs粒徑最小為6.9nm，比表面積達(dá)最大值117.08m2·g-1，光催化效率最好為97.9%，降解速率系數(shù)為0.06325min-1。CNTs

4、和WO3會(huì)作為中間媒介形成的TiO2簇，會(huì)使TiO2復(fù)合材料的團(tuán)聚。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，Ag-TiO2、Ag-TiO2/WO3、Ag-TiO2/CNTs、Ag-TiO2WO3/CNTs/在60min內(nèi)降解羅丹明B的降解率分別為53.4%、70.8%，90.4%和97.9%；摻雜量為5%時(shí)得到的Ag-TiO2/WO3/CNTs四次使用降解率分別為97.9%、93.0%、88.0%和83.0%。
　　3.當(dāng)Cu摻雜量為1%時(shí)，Cu

5、-TiO2/WO3/CNTs復(fù)合催化劑的顆粒尺寸達(dá)最小為8.9nm，比表面積達(dá)到最大值為122.1m2·g-1，光催化效率最佳為95.2%，降解速率系數(shù)最大值為0.05614min-1。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，Cu-TiO2、Cu-TiO2/WO3、Cu-TiO2/CNTs、Cu-TiO2/WO3/CNTs復(fù)合催化劑在60min內(nèi)降解率羅丹明B染料溶液的降解率分別達(dá)58.0%、72.3%、89.0%、95.2%；摻雜量為1%的1Cu-T