金屬-非金屬共摻雜納米TiO-,2-的制備及對甲醛的光催化降解作用.pdf

1、TiO2以其安全、廉價、無污染、適用范圍廣等優(yōu)點而成為最有開發(fā)前途的綠色環(huán)保型催化劑。然而，TiO2光催化劑也存在自身的一些缺陷：①光生電子和空穴易復合，量子產(chǎn)率低；②禁帶寬度較大(3.0～3.2eV)，光吸收波長范圍狹窄，主要在紫外區(qū)，只能利用太陽光中占2～4％的紫外線部分。因此，如何拓展TiO2光催化劑在可見光區(qū)域的光譜響應范圍和提高其光催化效率是解決TiO2光催化技術應用的關鍵問題。 基于TiO2光催化劑自身的局限性，本研

2、究從納米TiO2光催化劑的制備著手，采用sol-gel法，通過對其進行金屬(La、Ce、Zr)摻雜、非金屬元素S摻雜以及金屬La、Ce、Zr與非金屬元素S雙組分共摻雜改性，制備出了一系列TiO2及改性TiO2內(nèi)米晶光催化劑。同時，以甲醛的光催化氧化為探針反應，考察改性前后光催化劑的光催化活性。 采用金屬La、Ce、Zr對TiO2進行摻雜改性的研究分析結果表明：金屬元素抑制晶型轉(zhuǎn)變和晶粒增長，降低電子和空穴的復合幾率，從而顯著提高

3、了TiO2催化劑的光催化活性。光催化降解甲醛性能測試實驗表明：500℃焙燒制得的5％La-TiO2和5％Ce-TiO2、5％Zr-TiO2樣品表現(xiàn)出最佳的光催化活性，其光催化降解速率是性能最好的純TiO2樣品的1.80倍、1.72倍和1.66倍。 研究中以硫脲為硫源，采用簡單的催化sol-gel法制備了S摻雜改性TiO2納米晶光催化劑。光催化降解甲醛性能測試實驗表明：較之于純TiO2，S摻雜TiO2雖在紫外光下的光催化性能有所降

4、低，但在可見光下卻表現(xiàn)出良好的可見光活性；其中，焙燒溫度為400℃，硫脲使用量為4.0g時，制得的S摻雜TiO2表現(xiàn)出最佳的光催化活性。 首次嘗試將三種金屬La、Ce、Zr與非金屬元素S進行組合，通過sol-gel法一步直接合成金屬La、Ce、Zr與非金屬元素SX2組分共摻雜改性三元復合的La-S-TiO2及Ce-S-TiO2、Zr-S-TiO2納米晶光催化劑樣品。實驗結果表明：400℃焙燒制得的純銳鈦礦型La-S--TiO2與