二氧化鈦復合半導體光催化活性研究.pdf

1、本文采用溶膠一凝膠法制備TiO<,2>及其復合半導體粉末，以偶氦類的甲基橙溶液和實際的糖蜜廢水為目標降解物，探討了不同TiO<,3>復合半導體光催化降解有機物的效率。采用X射線和紫外一可見漫反射光譜對制備的TiO<,2>復合半導體粉末進行表征，從物相分析(X射線)、光譜分析(紫外一可見漫反射光譜)、半導體能帶理論等方面分析了復合半導體對于TiO<,2>光催化劑光催化活性提高的機理，為采用光催化技術(shù)降解有機物提供了重要的參考價值和指導意義

2、，并為開發(fā)TiO<,2>半導體復合型材料以及光催化技術(shù)應(yīng)用提供了重要的理論價值和實際意義。論文主要研究結(jié)果如下： (1)TiO<,2>復合半導體粉末光催化降解甲基橙溶液WO<,3>、ZnO、CdS、SnO<,2>和TiO<,2>組成復合半導體，與純TiO<,2>光催化劑相比較，其光催化活性均有明顯提高。其中SnO<,2>/TiO<,2>復合半導體的光催化活性最高，反應(yīng)1 Om i n甲基橙溶液的脫色率最高可達96．84％，相對純

3、TiO<,2>提高了98.2％。復合半導體的光催化活性與復合濃度有關(guān)，存在一最佳復合濃度，WO<,3>、ZnO、OdS的最佳復合濃度為1％(質(zhì)量比值)，SnO<,2>的最佳復合濃度為5％。 (2)TiO<,2>復合半導體粉末光催化降解糖蜜廢水 用TiO<,2>及其復合半導體粉末做催化劑光催化降解糖蜜廢水，實驗結(jié)果表明復合半導體對于糖蜜廢水有很好的降解效果，其中SnO<,2>/TiO<,2>復合半導體的光催化活性最高，這

4、與光催化降解甲基橙的結(jié)果是一致的。糖蜜廢水的脫色率與其有機污染物濃度有關(guān)，濃度越低，脫色率越高；光催化劑的最佳用量為2.67～4g/I；反應(yīng)剛開始時，糖蜜廢水的脫色率隨時間的增加而明顯增加，隨后隨時間增加，反應(yīng)逐漸趨于平衡。 (3)復合半導體對TiO<,2>物相的影響 通過對四種復合半導體和純TiO<,2>粉末進行XRD分析，表明復合半導體中銳鈦礦相TiO<,2>的粒徑均明顯減小，有利于光催化活性的提高。除CdS/Ti

5、O<,2>復合光催化劑中TiO<,2>以銳鈦礦相及金紅石相混合物的形式出現(xiàn)外，TiO<,2>、WO<,3>/TiO<,2>、ZnO/TiO<,2>、SnO<,2>/TiO<,2>中TiO<,2>只以銳鈦礦相形式出現(xiàn)。 (4)復合半導體對TiO<,2>本征吸收的影響 通過對四種復合半導體和純TiO<,2>光催化材料紫外一可見漫反射光譜的分析發(fā)現(xiàn)，WO<,2>、ZnO、SnO<,2>與TiO<,2>的復合使得TiO<,2>粉