(Mn+→M2On)-TiO2(n=3,4)中空纖維結(jié)構(gòu)材料的制備及光催化性能.pdf

1、本文以脫脂棉花（CF）為模板，利用浸漬-煅燒（熱轉(zhuǎn)化）法及其他方法制備了一系列微量金屬離子（<0.010(at.)％）摻雜→半導(dǎo)體耦合的(Sn4+→SnO2)/TiO2、(Fe3+→Fe2O3)/TiO2、(Ti4+→TiO2)/SnO2和(Ti4+→TiO2)/Fe2O3中空纖維結(jié)構(gòu)光催化材料；通過(guò)XRD、SEM、TEM、UV-Vis等技術(shù)以及300 W Hg燈或500 W Xe燈（模擬太陽(yáng)光）下樣品對(duì)MB溶液的光催化降解脫色效果對(duì)樣

2、品進(jìn)行了結(jié)晶度、尺寸大小、表面結(jié)構(gòu)、光響應(yīng)范圍和光吸收強(qiáng)度以及最終的光催化性能等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了表征。具體的研究?jī)?nèi)容和表征結(jié)果由以下兩方面組成。
　　1.利用浸漬-煅燒（熱轉(zhuǎn)化）法制備了純TiO2和一系列(Sn4+→SnO2)/TiO2、(Fe3+→Fe2O3)/TiO2中空纖維結(jié)構(gòu)材料，目標(biāo)材料分別被命名為Sn4+/TiO2-A-1~5、SnO2/TiO2-1~6、Fe3+/TiO2-1~5、Fe2O3/TiO2-1~6。通過(guò)上述

3、手段對(duì)目標(biāo)材料進(jìn)行了表征，結(jié)果表明：紫外光下（主波長(zhǎng)為365 nm的300 W Hg），改性后目標(biāo)材料Sn4+/TiO2-A-1~5、SnO2/TiO2-1~6、Fe3+/TiO2-1~5的光催化活性均高于純TiO2，且均呈現(xiàn)一個(gè)先增加后降低的趨勢(shì)，其中最佳樣 Sn4+/TiO2-A-3（0.030(at.)%）、Fe3+/TiO2-2（0.020(at.)%）和SnO2/TiO2-3（7.5(at.)%）的光催化活性分別是純TiO2的

4、近2.7、1.4和1.8倍，而樣品Fe2O3/TiO2-1~6的活性卻明顯低于純TiO2。我們還對(duì) MB溶液在目標(biāo)材料上的光催化降解脫色動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：均比較好的服從一級(jí)動(dòng)力學(xué)行為。
　　該部分我們還通過(guò)其他方法制備了不同Sn4+分布情況的Sn4+/TiO2-B, C中空纖維材料，通過(guò)對(duì)材料XRD、SEM、TEM、Uv-vis和MB溶液的降解結(jié)果分析得：TiO2中 Sn4+的摻雜量和分布狀態(tài)對(duì)目標(biāo)材料的光催化性能有

5、顯著影響。我們推斷主要與TiO2光反應(yīng)層面中Sn4+的摻雜深度及由Sn4+引入活性中心的個(gè)數(shù)有關(guān)。
　　2.通過(guò)浸漬-煅燒（熱轉(zhuǎn)化）法制備了純SnO2、Fe2O3和一系列不同量離子摻雜→半導(dǎo)體耦的(Ti4+→TiO2)/SnO2和(Ti4+→TiO2)/Fe2O3中空纖維材料，分別命名為T(mén)i4+/SnO2-1~5、TiO2/SnO2-1~5、Ti4+/Fe2O3-1~5、TiO2/Fe2O3-1~6。通過(guò)XRD、SEM、UV-Vi

6、s等手段及MB溶液的脫色降解模型實(shí)驗(yàn)對(duì)目標(biāo)材料進(jìn)行表征，結(jié)果表明：300W Hg（主波長(zhǎng)為365 nm）燈下，Ti4+摻雜和TiO2耦合對(duì)SnO2的光催化性能均有不同程度的提升，Ti4+/SnO2-1~5和TiO2/SnO2-1~5的光催化活性先增加，當(dāng)Ti4+離子摻雜量和TiO2耦合量分別達(dá)0.030(at.)%和17.5(at.)%時(shí)所得樣品Ti4+/SnO2-2和TiO2/SnO2-3的光催化活性最佳，后又降低，二者的光催化速率分

7、別是純SnO2的1.3和3.3倍。500W Xe燈下，Ti4+摻雜和TiO2耦合對(duì)Fe2O3光催化性能的影響不同，離子摻雜對(duì)Fe2O3的性能幾乎沒(méi)有影響；但半導(dǎo)體耦合卻有顯著的提升作用，光照150 min，MB在TiO2耦合量為17.5(at.)%的樣品TiO2/Fe2O3-4上的降解率較純Fe2O3的提高了大約17%，這主要?dú)w于耦合材料異質(zhì)結(jié)的形成，使光生-電子難于復(fù)合等結(jié)果。此外，我們對(duì)MB溶液在目標(biāo)產(chǎn)物Ti4+/SnO2和TiO2