C-N共摻雜TiO2微球的微波制備及其可見光催化降解酸性紅G的研究.pdf

1、常見的TiO2光催化劑，其帶隙寬度為3.2eV，難以有效利用可見光。如何獲得具有較高可見光活性的TiO2光催化劑一直是研究熱點。目前已經(jīng)有多種方法對TiO2光催化劑進行改性以解決其可見光響應(yīng)問題，但是許多傳統(tǒng)的制備方法往往步驟復雜，耗時長，因此有必要研究簡單易行的制備高可見光活性TiO2光催化劑的方法。
　　微波是一種高頻電磁波，被廣泛運用于半導體材料的制備和合成過程中，起到提高化學反應(yīng)速率、提高產(chǎn)量，甚至改變其反應(yīng)過程的作用。<

2、br>　　本論文通過微波技術(shù)進行了TiO2摻雜及其形貌調(diào)控的研究，獲得了有可見光響應(yīng)的高活性C/N共摻雜的TiO2微球光催化劑。采用X射線粉末衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、氮氣吸附-脫附、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、紫外-可見光漫反射（UV-Vis DRS）等多種表征技術(shù)對所制備的TiO2微球光催化劑進行了研究。分析結(jié)果表明所制備的TiO2微球光催化劑為直徑0.5um左右的純銳鈦礦相球形顆粒，

3、其表面包覆有可吸收可見光的炭黑層，C和N被成功的摻雜進了二氧化鈦晶格，引起了晶格畸變，將TiO2禁帶寬度減小到3.02eV。在最優(yōu)條件下制備的TiO2微球光催化劑在400nm到500nm之間有較高的光吸收強度。
　　在最優(yōu)條件下制備的TiO2微球光催化劑在可見光下催化降解水溶液酸性紅G，可見光輻射3h，降解率可達到98％，比商用P25高60％。通過制備條件實驗篩選出TiO2微球光催化劑的最優(yōu)制備條件為：250mL無水乙醇、0.26

4、g NH4F、10mL鈦酸正四丁酯、微波功率800W、微波輻射時間5min。
　　本論文研究表明，TiO2微球光催化劑的球形結(jié)構(gòu)隨著NH4F加入量的提高而逐漸形成，光催化效果明顯提高，但是過多的氟化銨會導致球形結(jié)構(gòu)耗散和光催化效果的下降。乙醇的加入量越多，TiO2微球光催化劑的球形結(jié)構(gòu)越完整、越均勻。
　　本文所制得的TiO2微球光催化劑，具有優(yōu)良的可見光效果且材料制備的方法簡單、時間短、反應(yīng)條件溫和易得。在實際應(yīng)用中可以大