摻雜TiO2的制備及光催化性研究.pdf

1、本文以鈦酸丁酯為鈦源，無(wú)水乙醇為溶劑，采用溶膠-凝膠法，制備Ti02納米粉；然后以硝酸鐵引入摻雜元素Fe，制備了單一銳鈦礦結(jié)構(gòu)的(Ti1-xFex)02納米粉；再以硝酸鑭引入La元素，制備單一銳鈦礦結(jié)構(gòu)的(Ti1-x-yFexLay)02納米粉。采用TG-DTA、XRD、SEM、分光光度計(jì)等分析測(cè)試方法，測(cè)試凝膠的熱行為；粉體的結(jié)構(gòu)、微觀形貌及光催化性能；進(jìn)而研究制備工藝對(duì)Ti02粉體的結(jié)構(gòu)、微觀形貌及其光催化性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果研究表

2、明：
　　 在本試驗(yàn)條件下，350℃~550℃合成的未摻雜產(chǎn)物均為單一的銳鈦礦型Ti02，合成溫度達(dá)到650℃時(shí)，23.6％的銳鈦礦相轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石相。隨著合成溫度的升高，Ti02納米粉的平均晶粒尺寸與顆粒尺寸都逐漸增大。650℃時(shí)小尺寸顆粒已基本消失，團(tuán)聚程度逐漸降低。此時(shí)合成的混晶型Ti02光催化活性最好，對(duì)甲基橙的降解率達(dá)到51％。
　　 650℃合成的(Ti1-xFex)02(x=O,01％，0.03％，0.05％

3、)納米粉，均為單一的銳鈦礦相，F(xiàn)e3+離子摻雜抑制了銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變。隨著Fe3+離子摻雜濃度x逐漸提高，粉體的平均晶粒尺寸先增大后減小，與未摻雜Ti02相比明顯細(xì)化；顆粒尺寸明顯減小，小尺寸顆粒占主體；團(tuán)聚現(xiàn)象有所改善，顆粒形態(tài)多元化。當(dāng)Fe3+離子摻雜濃度為x=0.03％時(shí)粉體的平均晶粒尺寸最小，為5.497nm;對(duì)甲基橙的降解率為87.5％，光催化活性最好，比未摻雜Ti02粉體提高了36.5％。650℃合成的(Ti1-x-

4、yFexLay)02納米粉(x+y=0.03％，y/x=1/5，1/2，5/1，6/0)也均為單一的銳鈦礦結(jié)構(gòu)Ti02，F(xiàn)e3+、La3+復(fù)合摻雜也同樣抑制了Ti02由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變。隨著鑭鐵摩爾比y/x逐漸提高，粉體的平均晶粒尺寸、顆粒尺寸都有不同程度細(xì)化，粒度分布均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象更為嚴(yán)重。La3+、Fe3+復(fù)合摻雜后，(Ti1-x-yFexLay)02納米粉的光催化活性顯著提高，當(dāng)y/x=1/2時(shí)，光催化活性最高，比未摻雜的