摻雜TiO2的制備及吸附和光催化性能研究.pdf

1、TiO2納米材料具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價廉易得、氧化還原性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在光催化和吸附等領(lǐng)域應(yīng)用前景是可觀的。然而，目前TiO2作為光催化劑仍然存在以下問題:在進(jìn)行催化反應(yīng)時，生成的光生電子-空穴對不穩(wěn)定，易發(fā)生復(fù)合，光催化活性降低;對有機(jī)染料的吸附性能較差;對可見光的利用率相對較低等。在一定程度上限制了其實(shí)際應(yīng)用。為提高TiO2的光催化性能及吸附性能，本文采用離子摻雜的方法對制備的催化劑進(jìn)行改性處理。
　　本文以低濃度堿溶劑熱法制備鈦酸

2、納米纖維，利用二次水熱法摻雜氮元素，制得N-TiO2光催化劑;對催化劑采用了X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)等手段進(jìn)行表征。以亞甲基藍(lán)溶液模擬有機(jī)廢水，考察了不同含量氮摻雜對吸附性能和光催化性能的影響，揭示了吸附性和光催化性能的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明:氮元素的摻雜一定程度上改變了二氧化鈦的晶體尺寸，并且對其形貌也有一定影響，此外顯著提高二氧化鈦纖維的吸附性能和催化活性。在紫外光照射下，對亞甲基藍(lán)

3、的降解反應(yīng)滿足擬一級動力學(xué)機(jī)理，染料的吸附動力學(xué)符合擬二級動力學(xué)模型。并且，隨著摻氮量的增加，晶粒尺寸減小，結(jié)晶度降低，比表面積增大，吸附和光催化性能提高。最佳的摻氮比例為1∶1。
　　本文還將低濃度堿溶劑熱法制備的鈦酸納米纖維作為前驅(qū)體，以硝酸銀為銀源，以氟化銨為氟源，采用浸漬焙燒法摻雜銀及氟元素，制備了一系列摻雜銀和氟的二氧化鈦光催化劑?？疾炝吮簾郎囟?、金屬及非金屬摻雜含量等因素對實(shí)驗(yàn)的影響。以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物，考察了催化