氯化銨改性二氧化鈦的制備及光催化性能研究.pdf

1、在眾多半導體光催化材料中，二氧化鈦由于其具有氧化能力強，化學性質(zhì)穩(wěn)定，低成本以及無二次污染等特點，而被證明是最具有前景的光催化劑。然而，二氧化鈦只能在紫外光的激發(fā)下顯示出光催化活性，對太陽光的利用率極低。將該催化劑的光響應(yīng)范圍紅移，使其吸收波段從紫外光拓展到可見光區(qū)，將大大提高光太陽光的利用率。
　　 本論文以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，氯化銨為摻雜劑，合成了N、Cl、C共摻雜的TiO2光催化劑。采用XRD、TEM、SEM、XPS及DR

2、S等分析手段，對催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)及光吸收性能進行表征，探討了氮、氯、碳共摻雜TiO2光催劑的摻雜機理及可見光催化機理。研究了制備方法、水解抑制劑種類、氯化銨摻雜量、熱處理溫度等因素對催化劑可見光催化性能的影響，考察了催化劑投加量、初始濃度、照射光源波長等對羅丹明B降解性能的影響。
　　 1、采用溶膠-凝膠法與浸漬法制備氯化銨改性TiO2光催化劑，比較了兩種方法制備的光催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌、組成及光吸收特性，以及可見光下催化降解苯

3、酚的效果，發(fā)現(xiàn)采用溶膠-凝膠法摻雜氯化銨所得到的催化劑具有良好的單一銳鈦礦晶型、較小的晶粒尺寸以及較高的可見光吸收能力和較高的可見光催化活性。
　　 2、以濃硝酸和濃鹽酸作為水解抑制劑，研究了水解抑制劑的種類對溶膠-凝膠法制備的氯化銨改性TiO2光催化劑性能的影響。SEM、TEM、XRD、XPS及DRS表征結(jié)果表明，所得到的催化劑均為球形粒子，以濃硝酸作為水解抑制劑制備的催化劑N-Cl-C-Ti(N)晶型為單一銳鈦礦，具有較高含

4、量的表面羥基OH-，雖然可見光吸收強度略低于添加濃鹽酸制備的催化劑N-Cl-C-Ti(Cl)，但對羅丹明B和苯酚的光催化降解具有更高的光催化活性。
　　 3、研究了氯化銨添加量和熱處理溫度對溶膠凝膠法制備的N-Cl-C-Ti光催化活性的影響。結(jié)果表明，N3-Cl-C-Ti250中N元素主要以O(shè)-Ti-N及NOx形式存在；Cl元素一部分取代了TiO2晶格中的氧形成O-Ti-Cl，還有一部分以Cl-形式附著在TiO2納米粒子表面或是