稀土元素摻雜二氧化鈦納米管陣列制備及其光催化性能研究.pdf

1、稀土元素摻雜TiO2納米管陣列，研究煅燒溫度、摻雜濃度、甲基橙初始濃度、pH值、鹽的種類對其催化活性的影響。工業(yè)級純鈦箔為模板，選擇鑭(La)、鈰(Ce)、釤(Sm)、釓(Gd)、鏑(Dy)和鈥(Ho)等六種稀土元素為摻雜元素，陽極氧化法制備不同稀土元素摻雜的TiO2光催化劑。以甲基橙為目標降解物，研究稀土元素摻雜TiO2納米管陣列在可見光照射下光催化性能。
　　 通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)及X射線光電子能譜

2、(XPS)對釓與鏑分別摻雜的TiO2納米管陣列進行表征。SEM表明，制備的TiO2納米管陣列管徑在80～100nm，管壁厚10～20 nm，管長比較均一為0.5μm。XRD表明，所制備的光催化劑為銳鈦礦相和微量金紅石相的混晶，釓及鏑的摻雜抑制了TiO2晶粒增長，增加空穴捕獲的途徑，降低光生電子和空穴復(fù)合，擴大可利用光的波長范圍，提高了光量子效率，增強光催化劑的催化活性。XPS表明，硝酸釓摻雜濃度為0.001mol/L、煅燒溫度為550℃

3、、陽極氧化30min，制備的釓摻雜TiO2納米管陣列，在可見光照射下，降解10mg/L的甲基橙，降解率為75％，遠大于未摻雜的TiO2納米管陣列。一定量的稀土元素摻雜提高了TiO2納米管陣列的光催化性能。
　　 制備條件對催化劑性能有較大影響，對稀土離子摻雜濃度、煅燒溫度和陽極氧化時間進行了考察和優(yōu)化。另外，還從目標降解物初始濃度、溶液pH、反應(yīng)體系添加鹽類等方面研究了反應(yīng)條件對光催化反應(yīng)的影響。釓摻雜TiO2納米管陣列循環(huán)使用