鈦鈮酸鹽納米片的改性及其作為光催化材料載體的應(yīng)用.pdf

1、本文通過對高溫固相法合成的層狀鈦鈮酸鉀（KTiNbO5）進(jìn)行摻雜、酸化及剝離改性，成功制備出了氮摻雜的鈦鈮酸納米片(N-HTiNbO5-NS)聚集體。通過可見光照射下降解亞甲基藍(lán)的實驗來探討改性后材料的光催化活性。以氮摻雜的鈦鈮酸納米片為載體，與兩種具有催化活性的過渡金屬氧化物MOx(M=Zn，F(xiàn)e)復(fù)合，分別構(gòu)建兩種復(fù)合光催化材料，并通過光催化吸附和降解乙硫醇為探針實驗探究了催化劑的光催化性能。
　　通過多種分析測試手段，如X-

2、射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)透射電子顯微鏡(TEM)、N2吸附-脫附、紫外-可見光漫反射(UV-vis DRS)、激光拉曼光譜(LRS)、X-射線光電子能譜(XPS)以及熱分析(TG-DSC)等對催化劑的結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性能進(jìn)行表征，并用光催化降解亞甲基藍(lán)(MB)實驗初步分析摻雜的鈦鈮酸納米片的催化性能，利用氣相色譜對復(fù)合催化劑材料吸附和催化降解乙硫醇(EM)反應(yīng)的能力進(jìn)行評價。
　　研究結(jié)果表明，采用高溫固相法

3、成功制備了層狀KTiNbO5，摻雜的氮以取代和填隙的形式存在于材料的晶格中，但是摻雜反應(yīng)并沒有改變材料的層狀結(jié)構(gòu)。氮元素的引入使得催化劑材料的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得其帶隙變窄。質(zhì)子交換、剝離和酸沉積改性之后，形成的氮摻雜鈦鈮酸納米片(N-HTiNbO5-NS)聚集體呈現(xiàn)片狀納米片堆積結(jié)構(gòu)，材料的比表面積明顯提高。在光催化降解亞甲基藍(lán)(MB)的實驗中，所制備的N-HTiNbO5-NS復(fù)合材料顯示出相對較強(qiáng)的光催化活性，這可能歸因于比表面積

4、和帶隙能變化的共同作用。
　　由復(fù)合改性的方法制備的MOx/N-HTiNbO5-NS(M=Zn，F(xiàn)e)復(fù)合材料，依然保持著堆積納米片的結(jié)構(gòu)，氧化物納米粒子均勻分散在納米片表面。復(fù)合材料顯示了一個較前軀體更大的比表面積和孔容，這可能是由于納米粒子粒徑較小本身具有較大表面積、以及納米片夾雜著納米粒子重新堆疊形成較大孔徑。MOx/N-HTiNbO5-NS復(fù)合材料顯示出較好的可見光響應(yīng)能力，摻雜及復(fù)合改性之后產(chǎn)生新的能帶結(jié)構(gòu)使復(fù)合材料的帶