碘摻雜TiO-,2-的制備及其性能的研究.pdf

1、本文以碘化鉀為碘源,采用改進(jìn)的Sol-gel法制備了碘摻雜TiO2。研究了碘摻雜量和煅燒溫度對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響,并用TG-DTA、XRD、UV-Vis、SEM、BET、XPS等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征,考察了催化劑的吸附性能以及催化劑的光催化活性。結(jié)果表明:碘摻雜的TiO2均為銳鈦礦相納米材料,但TiO2中的碘含量受煅燒溫度的影響,在制備過程中碘不斷流失,300℃合成的催化劑中碘含量僅為0.13％,400℃時(shí)已檢測不出碘。制備所得的

2、TiO2比表面積為208.98m2/g,比純TiO2(50.37m2/g)增加了3倍,提高了催化劑的吸附性能,對(duì)40mg/L的亞甲基藍(lán)溶液吸附2h的去除率最高可達(dá)84％,純TiO2為7.9％。
　　 以KIO3為碘源,采用改進(jìn)的Sol-gel法制備的TiO2,研究了碘摻雜量和煅燒溫度對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響,結(jié)果表明:300℃合成的催化劑中碘含量為1.34％,但催化劑呈暗灰色,且銳鈦礦相的結(jié)晶度不好。制備所得的TiO2比表面積沒

3、有增加,孔徑為239.5A,比純TiO2(75.51A)增加了2倍,吸附性能也明顯提高,對(duì)40mg/L的亞甲基藍(lán)溶液吸附2h的去除率最高可達(dá)40％。由于TiO2中碘以12形式存在使TiO2發(fā)生敏化,拓寬了光吸收范圍,從而提高了催化劑的光催化活性。
　　 由于碘摻雜TiO2受溫度影響較大,以碘酸鉀為碘源,采用水熱法合成碘摻雜TiO2。研究了合成溫度、煅燒溫度、碘摻雜量等因素對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響,并用TG-DTA、XRD、UV-

4、Vis、BET、XPS等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征,以亞甲基藍(lán)為反應(yīng)模型考察了催化劑的吸附性能,以苯酚為目標(biāo)降解物,考察了催化劑在紫外光和可見光下的催化活性。結(jié)果表明:在低溫下,水熱法可以實(shí)現(xiàn)TiO2板鈦礦相向銳鈦礦相的轉(zhuǎn)變,碘摻雜減小了TiO2的粒晶尺寸,最小粒徑為2.9nm。TiO2中碘以I2形式存在使TiO2發(fā)生敏化,明顯拓寬了催化劑在可見光區(qū)域的吸收范圍,降低了催化劑的禁帶寬度。通過表征確定了水熱法合成催化劑的最佳條件為:120℃合

5、成,300℃煅燒,碘摻雜量為21％。催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)溶液(40mg/L)吸附1.0h的去除率最高達(dá)94.7％；溶液中性條件,模擬太陽光(300W)下降解10mg/L苯酚溶液,反應(yīng)4h,對(duì)苯酚的去除率最高達(dá)38％。
　　 以碘摻雜TiO2為光催化劑,以苯酚溶液的光催化降解為模型反應(yīng),在模擬太陽光下進(jìn)行催化反應(yīng)的研究,考察了不同方法合成催化劑、溶液的初始pH值、催化劑投加量以及溶液的初始濃度對(duì)苯酚的降解的影響。結(jié)果表明:碘摻雜TiO