TiO-,2--Bi-,12-TiO-,20-復(fù)合光催化材料的研究.pdf

1、近些年來,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,成為威脅人類生存的一個(gè)嚴(yán)重問題.為了解決這一難題,人們展開了治理污染、保護(hù)環(huán)境的科學(xué)研究.以半導(dǎo)體為催化劑,利用太陽光催化氧化有毒污染物質(zhì)作為一種有效的治理污染方法,成為環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn).納米TiO<,2>,具有很高的穩(wěn)定性,較強(qiáng)光催化能力,無毒無污染等突出的優(yōu)點(diǎn),在光催化材料領(lǐng)域被廣泛的研究和應(yīng)用.但是,TiO<,2>禁帶寬度為3.2ev,對應(yīng)的光波吸收波長為387.5nm,光吸收僅限于紫外區(qū),此

2、部分光達(dá)不到照射地面的太陽光譜的5%,而且TiO<,2>量子效率最多不超過28%,同時(shí),TiO<,2>光催化反應(yīng)的速率還需要進(jìn)一步的提高,這些缺點(diǎn)制約了它的發(fā)展.因此,提高催化劑的催化效率,擴(kuò)大其的光響應(yīng)范圍,是近些年研究的主要方向.鈦酸鉍是典型的鐵電材料,在壓電、光存儲和電光器件上有著廣泛的應(yīng)用.我們課題組在研究Bi摻雜改性TiO<,2>時(shí)偶然發(fā)現(xiàn),鈦酸鉍具有較高的光催化性能,在降解甲基橙溶液時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)于納米TiO<,2>,的光催化性

3、能.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),不同晶相的鈦酸鉍Bi<,4>Ti<,3>O<,12>、Bi<,12>TiO<,20>、Bi<,2>Ti<,2>O<,7>中,Bi<,12>TiO<,20>相的光催化活性最好,作者選擇了TiO<,2> Degussa P-25納米粉與Bi<,12>TiO<,20>相的鈦酸鉍按照不同組分比制作成Bi<,12>TiO<,20>/P-25復(fù)合納米粉,并以玻璃片為載體用旋轉(zhuǎn)成膜法和MOD提拉成膜法制備了Bi<,12>TiO<,

4、20復(fù)合納米薄膜.為Bi<,12>TiO<,20>/TiO<,2>復(fù)合納米材料的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了嘗試性研究.Bi<,12>TiO<,20>/P-25復(fù)合納米粉的XRD衍射譜圖對應(yīng)著銳鈦礦相TiO<,2>和金紅石相TiO<,2>以及Bi<,12>TiO<,20>晶相的特征峰,表明復(fù)合納米粉由這幾個(gè)相組成.有一個(gè)較弱的衍射峰不屬于Bi<,12>TiO<,20>晶體,此衍射峰是由鈦酸鉍晶體生長過程中形成的不穩(wěn)定相所造成的.研

5、究了Bi<,12>TiO<,20>/P-25復(fù)合納米粉的光催化性能,作者選擇甲基橙溶液作為降解的有機(jī)物,改變Bi<,12>TiO<,20>和P-25的組分比,發(fā)現(xiàn)Bi<,12>TiO<,20>/P-25組分比為2:1(質(zhì)量)時(shí),其光催化活性最高,論文指出,由銳鈦礦相TiO<,2>和金紅石相TiO<,2>以及Bi<,12>TiO<,20>組成的復(fù)合納米粉具有最佳的組分比,其光催化活性提高的原因可能與其復(fù)雜的界面狀態(tài)有關(guān).通過系統(tǒng)的研究,尋