共摻雜改性納米TiO-,2-的制備及光催化還原CO-,2-制甲醇研究.pdf

1、本文以改良溶膠—凝膠法制備金屬離子與非金屬氮元素共摻雜的TiO2粉末催化劑。分別選用Ag+、Ni2+、Fe3+、Dy3+及Eu3+會(huì)屬離子與非金屬N元素制備共摻雜改性的TiO2粉末，采用XRD、BET、FTIR、TG/DSC、SEM、HRTEM和PL等分析手段，對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，以還原CO2的性能評(píng)價(jià)其光催化活性。分析表征得到催化劑的晶型、比表面積、表面形貌等結(jié)果，實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)金屬離子與N元素共摻雜改性后，納米TiO2粒徑減小、比表

2、面積增大、光催化性能得到了較大的提高，光響應(yīng)范圍向可見光區(qū)域有不同程度的拓展。當(dāng)摻雜濃度為最佳摻雜量時(shí)光催化活性高，N最佳摻雜量為4％，Ag+最佳摻雜量為4％，Ni2+最佳摻雜量為6％，F(xiàn)e3+、Dy3+及Eu3+最佳摻雜量均為1％。 通過對(duì)制備出的一系列共摻雜改性納米TiO2催化劑進(jìn)行還原CO2對(duì)比研究，在紫外光(254nm)的照射下，得到不同產(chǎn)量的還原產(chǎn)物甲醇，其產(chǎn)量大小依次為Eu—N/TiO2＞Ni—N/TiO2＞Fe—N

3、/TiO2＞N/TiO2＞Ag—N/TiO2＞TiO2＞Dy—N/TiO2，可知Eu—N共摻雜TiO2光催化劑活性最好，其光照8小時(shí)甲醇產(chǎn)量可達(dá)到761.90μmol/g.cat。 本文還研究了以浸漬提拉法制備金屬離子與非金屬N元素共摻雜的TiO2薄膜。分別選用Ag+、Fe3+及Eu3+金屬離子與N元素共摻雜對(duì)TiO2薄膜型催化劑進(jìn)行復(fù)合改性，采用AFM和UV—Vis等分析手段，對(duì)薄膜催化劑進(jìn)行表征，以還原CO2的性能評(píng)價(jià)其催化

4、活性。結(jié)果表明，經(jīng)金屬離子與N元素共摻雜改性后，納米TiO2薄膜光催化性能得到了較大的提高，光響應(yīng)范圍向可見光區(qū)域有不同程度的拓展。當(dāng)摻雜濃度為最佳摻雜量時(shí)光催化活性高，N最佳摻雜量為0.5％，Ag+、Fe3+及Eu3+最佳摻雜量均為1％。 在紫外光的照射下，對(duì)制備出的一系列共摻雜改性納米TiO2薄膜催化劑進(jìn)行還原CO2對(duì)比試驗(yàn)，其光照3小時(shí)甲醇產(chǎn)量大小依次為Fe—N/TiO2＞Eu—N/TiO2＞N/TiO2＞Ag—N/TiO