碳基Bi-Ti復(fù)合光催化劑的制備及其太陽光催化降解羅丹明B研究.pdf

1、近年來，光催化技術(shù)因其高效率、低成本、降解產(chǎn)物無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了研究者的普遍關(guān)注。其中，制備高效可見光催化劑是光催化技術(shù)研究的重要方向之一。二氧化鈦(TiO2)作為廣泛使用的光催化劑-活性高、穩(wěn)定性好、成本低。但其只能響應(yīng)波長(zhǎng)為387.5nm以下的紫外光，對(duì)太陽光中的可見光利用率較低。因此，對(duì)TiO2進(jìn)行改性，提高可見光催化活性是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
　　復(fù)合催化劑是一種有效的思路，利用半導(dǎo)體之間能級(jí)差別有效分離電荷，因而能夠使

2、其激發(fā)波長(zhǎng)延伸至可見光區(qū)。鉍系光催化劑(Bi2O3，BiOX-Cl、Br、I)因其具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)，于可見光區(qū)存在明顯的吸收，在光催化降解有機(jī)染料方面表現(xiàn)出優(yōu)于其它類型半導(dǎo)體的催化降解性能。
　　同時(shí)，活性炭、沸石等因具有較高的比表面，能為催化劑提供豐富的反應(yīng)位點(diǎn)，也被應(yīng)用到光催化劑的改性?；钚蕴康仍诒苊鈱?duì)催化劑自身過高要求的同時(shí)，亦可獲得理想的光催化效果，宜于大規(guī)模應(yīng)用。
　　因此，本文采用溶膠-凝膠法制備以碳

3、為基質(zhì)的Bi-TiO2復(fù)合光催化劑，通過控制煅燒溫度保留不同的碳含量。采用X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡分析(SEM)、透射電鏡分析(TEM)、比表面積測(cè)試法(BET)和色譜散(EDS)等表征分析技術(shù)，分析催化劑的組成、形貌和結(jié)構(gòu)。分析表明，該復(fù)合光催化劑的晶相主要為BiOCl，并含有少量的TiO2及Bi2O3。其中在573K和673K煅燒得到的催化劑保留了豐富的多孔無定形碳，比表面積較大;在更高的煅燒溫度下，生成了新物相Bi2Ti

4、2O7，而碳含量則急劇減少。
　　通過降解有機(jī)污染物羅丹明B研究復(fù)合催化劑的光催化活性。在模擬太陽光條件下光照1小時(shí)，剩余羅丹明B濃度由紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)檢測(cè)。Bi/Ti-673 K表現(xiàn)出最高的光催化活性，羅丹明B去除率達(dá)到91％; Bi/Ti-573K次之，分解了大約56％羅丹明B。而兩個(gè)溫度得到的催化劑則降解了不到30％污染物。在自然太陽光條件下光照2.5小時(shí)，Bi/Ti-673 K也光解了99.15％羅丹明