La摻雜TiO-,2--高嶺石光催化材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、納米TiO<,2>因其光催化活性高、無毒、價廉、穩(wěn)定性好而引起人們廣泛關(guān)注。但是TiO<,2>的帶隙較寬(3.2ev)，能利用的太陽能僅占太陽能總量的大約3％，論文采用稀土La摻雜以拓寬TiO<,2>光譜響應(yīng)范圍并提高其可見光催化能力。 論文采用sol-gel法制備了La摻雜TiO<,2>/高嶺石光催化材料。研究了摻雜量、焙燒溫度、焙燒時間、水解溫度和水解時間五種因素對催化劑光催化活性的影響。分別以模擬印染廢水酸性紅G、羅丹明B

2、和偶氮染料工業(yè)廢水為反應(yīng)物，研究了La摻雜TiO<,2>/高嶺石光催化劑的液相光催化性能，考察了降解條件對其光催化性能的影響，著重考察了多種因素(催化劑用量，反應(yīng)時間，廢水pH值，光照條件，氧化助劑H<,2>O<,2>)對La摻雜TiO<,2>/高嶺石光催化劑紫外光下光催化降解污染物的影響以及催化劑在自然光下的光催化反應(yīng)活性。分別采用XRD、Raman、FTIR和TEM技術(shù)對光催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)及表面形貌加以表征，探討了La摻雜

3、對TiO<,2>/高嶺石基光催化劑光催化活性的影響和稀土離子摻雜機(jī)理。結(jié)論如下： 1．La摻雜TiO<,2>/高嶺石光催化劑的最佳制備條件為：摻La量0.5％，焙燒溫度550℃，焙燒時間2h，水浴溫度50℃，水浴時間3h。 2．XRD、Raman、FTIR和TEM分析。樣品XRD光譜顯示：La摻雜后，高嶺石基材表面TiO<,2>晶體為銳鈦礦相，未見金紅石相的X衍射特征峰，與Raman光譜測試結(jié)果一致；FTIR測試表明La

4、至少被復(fù)合到TiO<,2>晶體表面或進(jìn)入TiO<,2>晶體中。由于熱效應(yīng)差異導(dǎo)致TiO<,2>晶型轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生改變，提高了TiO<,2>由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變溫度。TEM照片顯示，TiO<,2>晶體顆粒均勻分布在片狀基材高嶺石表面。 3．研究表明，紫外光下，La摻雜后的光催化劑對酸性紅G溶液、羅丹明B溶液和偶氮染料工業(yè)廢水的脫色率最高分別為97.03％、98.18％和99.57％，比未摻雜樣品對廢水脫色率分別提高了14.36