改性鈦鈮酸鹽的制備及光催化脫硫性能研究.pdf

1、層狀鈦鈮酸鹽由于它的獨(dú)特結(jié)構(gòu)越來越引起人們的重視,由于其層間的陽離子具有可交換性,可以通過離子交換、柱撐或剝片重組的方式在層間引入某些功能元素離子或氧化物可調(diào)變禁帶寬度及還原電位,以此調(diào)變其活性。使得其在吸附、傳導(dǎo)、分離和催化等諸多領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)點(diǎn),近年來對層狀化合物的研究主要集中在對層狀化合物的改性以及其催化性能的研究。 本文分別利用固相反應(yīng)以及聚合配合法合成鈦鈮酸鉀KTiNbO5粉末晶體。利用x-射線衍射(XRD)、紫外-可見漫反

2、射光譜(UV-vis DRS)、掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HR TEM)等對催化劑進(jìn)行表征。采用紅外光譜技術(shù)考察了催化劑對甲烷氣中乙硫醇吸附與光催化氧化性能對樣品的光催化活性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明： 通過固相反應(yīng)合成鈦鈮酸鉀(KTiNbO5),具有較好的層狀結(jié)構(gòu),經(jīng)過Fe3+與Ce3+離子交換制備Fe0.33TiNbO5、Ce0.33TiNbO5。交換過程中層板保持較好。經(jīng)過Fe3+與Ce3+離子交換后,吸收邊紅移,禁帶寬

3、度從3.5eV降低到2.89eV與2.26eV。骨架上的Nb06八面體相關(guān)吸收峰位置有較大的移動,而TiO6八面體中的O-Ti-O特征吸收基本不變。合成的鈦鈮酸鉀對于乙硫醇沒有較好的吸附以及沒有光催化活性。同時Fe0.33TiNbO5對乙硫醇吸附作用不明顯,同時光催化也沒有較好的改善,而通過鈰離子交換制取的改性的鈦鈮酸鹽,在可見光照射下,就可以在吸附基礎(chǔ)上進(jìn)行光催化氧化乙硫醇為硫酸酯,這與在紫外光照射下結(jié)果相似。 通過聚合—配合法合成具

4、有規(guī)整納米晶的鈦鈮酸鉀(KTiNbO5),同時顆粒半徑比固相反應(yīng)合成的樣品較小,較小的顆粒有利于吸附物在層間傳質(zhì),經(jīng)過Fe3+與Ce3+離子交換制備Fe0.33TiNb05、Ce0.33TiNbO5。交換過程中層板保持較好。禁帶寬度從3.47eV降低到2.87eV與2.24eV。同時骨架上的Nb06八面體相關(guān)特征吸收有一定的移動,而Ti06八面體中的O-Ti-O特征吸收移動較小。用Fe3+離子交換改性的鈦鈮酸鹽Fe0.33TiNbO5對