可見光響應(yīng)型負(fù)載TiO2的制備與表征.pdf

1、由于近幾十年來工業(yè)化的迅速發(fā)展，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們生活和生產(chǎn)過程中排放出來的污染物對源水的污染已經(jīng)愈演愈劇，水中的有機(jī)物質(zhì)越來越多，為此人們開始研究水質(zhì)凈化新技術(shù)。光催化氧化法是在水中加入一定質(zhì)量的半導(dǎo)體催化劑，它能在一定光源照射下產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的自由基，氧化水中的有機(jī)物，其中最常用的催化劑是TiO2。這是因?yàn)門iO2在紫外光照射下具有強(qiáng)氧化性、對降解物質(zhì)的無選擇性且可將有機(jī)物完全礦化等特點(diǎn)。但是TiO2僅能利用紫外光，光生載流子

2、易于復(fù)合，且不便回收，其大量應(yīng)用受到限制。因此本文通過表面活性劑改性TiO2來提高其可見光光催化活性，將二氧化鈦負(fù)載于磁性物質(zhì)，用窄帶系物質(zhì)改性二氧化鈦并制膜，使其既能有效利用可見光又便于分離。本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 1．采用表面活性劑輔助溶劑熱法制備出不同形貌的TiO2，得出以下結(jié)論：采用陰離子表面活性劑(SDBS)和陽離子表面活性劑(CTAB)改性得到TiO2的形貌分別為球形和冰糖形狀。研究了可見光下不同樣品對苯酚

3、的降解影響，發(fā)現(xiàn)冰糖形貌的TiO2的降解效率最高，120min對苯酚的降解率達(dá)到了54.3％。這說明，表面活性劑可以影響TiO2的形貌，不同形貌的TiO2對苯酚的光催化降解效率不同。
　　 2．通過檸檬酸絡(luò)合-溶膠凝膠法制備了Y1-xSrXFeO3負(fù)載型磁性光催化劑。對不同樣品進(jìn)行可見光光催化研究，結(jié)果表明YFST-70樣品光催化效率最高，60min對甲基橙的降解率為95.44％。三輪光催化實(shí)驗(yàn)過后其光催化效率仍達(dá)到80％以上。

4、利用水熱法制備了а-Fe2O3納米棒，溶膠-凝膠法得到負(fù)載型TiO2/а-Fe2O3樣品。對不同負(fù)載樣品進(jìn)行硝基苯光降解研究，得出TiO2/а-Fe2O3(wt=30％)納米棒的降解效率最高，60min降解率為96.61％，三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)后其降解率在85％以上。
　　 以上兩種磁性物質(zhì)負(fù)載TiO2說明選擇p型窄帶隙磁性物質(zhì)對TiO2進(jìn)行改性，形成的p-n型異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體能有效地促進(jìn)電子和空穴的分離，擴(kuò)大光反應(yīng)范圍，同時(shí)便于分離回收

5、。同時(shí)將TiO2負(fù)載于а-Fe2O3納米棒上，增大了二者與硝基苯的接觸面積，從而使光催化活性點(diǎn)增多，進(jìn)而提高其光催化效率。
　　 3．采用水熱法制備BiVO4粉末，浸漬法制備了p–n 異質(zhì)結(jié)構(gòu)粉末NiO/BiVO4光催化劑。研究了BiVO4 溶膠的最佳制備工藝。采用溶膠-凝膠-檸檬酸法制備了不同的NiO/BiVO4/TiO2薄膜，可見光下以亞甲基藍(lán)為降解目標(biāo)物質(zhì)。發(fā)現(xiàn)400℃下煅燒1％ NiO的BiVO4 粉末樣品的光催化效率最