可見光驅(qū)動(dòng)的新型光催化劑TaON的制備及性能的研究.pdf

1、利用半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)消除環(huán)境污染物的研究已成為光催化研究領(lǐng)域的重要課題。在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，TiO2以其光催化活性高、水中穩(wěn)定性好、無毒，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。但TiO2帶隙能較大(Eg=3.2eV)，只能在紫外光區(qū)表現(xiàn)出光催化活性，而在太陽光譜中紫外光(λ<400nm)所占份額不到5％，大部分為波長為400～750nm的可見光，這使得該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用受到限制。為了更有效地利用太陽光，研究并開發(fā)在可見光下具有高效光催化活

2、性的催化劑不僅具有重要的理論意義，也具有現(xiàn)實(shí)意義。 本研究以Ta2O5和NH3為原料，制備出一種在可見光區(qū)具有較強(qiáng)吸收的新型光催化劑TaON，同時(shí)采用光還原法在TaON表面沉積貴金屬M(fèi)(M=Pt、Rh、Ru)。以X—射線衍射(XRD)分析、X—射線光電子能譜(XPS)分析、紫外—可見(UV—VIS)漫反射光譜分析等測試手段對所制備的光催化劑進(jìn)行了表征，測試結(jié)果表明催化劑的制備溫度、制備時(shí)間、氨氣流量是影響催化劑結(jié)構(gòu)及組成的重要因

3、素。當(dāng)反應(yīng)溫度為850℃，反應(yīng)時(shí)間為10h，氨氣流量為100mL/min時(shí)樣品的X—射線衍射峰與TaON的衍射峰一致，由此確定了催化劑的最佳制備條件；且最佳條件下樣品的XPS測試結(jié)果表明此時(shí)得到了非化學(xué)計(jì)量比、組成為TaO1.3N0.8的樣品；紫外—可見(UV—VIS)漫反射光譜測試結(jié)果表明：TaO1.3N0.8的光譜相應(yīng)范圍已拓寬至500nm．證明TaON具有可見光響應(yīng)能力。 研究了該催化劑在可見光下光催化降解二氯乙酸(DCA

4、A)的催化反應(yīng)活性，采用離子色譜法測定溶液中Cl—的濃度并計(jì)算DCAA的降解率，重點(diǎn)考察了催化劑制備條件、催化劑用量、光照時(shí)間、貴金屬沉積種類及沉積量等因素對DCAA降解率的影響。結(jié)果表明：在初始濃度為0.0605mmol/L的100mLDCAA溶液中，當(dāng)催化劑投加量為20mg，光照時(shí)間為120min，溶液初始pH=9時(shí)，TaO1.3N0.8對二氯乙酸降解率為33.65％；TaO1.3N0.8表面沉積貴金屬后，其活性顯著提高。1.5wt