金屬離子摻雜的TiO-,2-納米材料的合成、結(jié)構(gòu)和光催化性質(zhì)的研究.pdf

1、以無水丁二醇為溶劑,在中性條件下用一種新的溶膠凝膠法通過高溫?zé)崽幚碇苽銯e<'3+>、Fe<'3+>/Si<'4+>雙組分和Ln<'3+>均勻摻雜的TiO<,2>納米材料.研究結(jié)果表明,稀土金屬離子的摻雜對納米TiO<,2>的相轉(zhuǎn)移(銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)移)有很強(qiáng)的抑制作用,使材料的相轉(zhuǎn)移現(xiàn)象在更高的熱處理溫度下出現(xiàn).這種抑制作用的強(qiáng)弱與摻雜離子的濃度有密切關(guān)系,1﹪~2﹪摩爾量的離子摻雜對TiO<,2>銳鈦礦(anatase)向金紅

2、石(rutile)轉(zhuǎn)化的抑制作用最強(qiáng).硅離子的摻雜對納米二氧化鈦的相轉(zhuǎn)移也有很強(qiáng)的抑制作用,但隨著硅摻雜濃度的提高而逐漸增強(qiáng).隨著發(fā)生相轉(zhuǎn)移溫度的提高,摻雜納米二氧化鈦材料的高溫?zé)Y(jié)現(xiàn)象大大緩解,金屬離子摻雜的納米TiO<,2>熱穩(wěn)定性明顯增強(qiáng).稀土離子對羅丹明B的光降解實(shí)驗(yàn)表明,稀土離子的摻雜可以有效提高TiO<,2>光催化活性.對不同濃度、不同煅燒溫度樣品光催化降解活性進(jìn)行系統(tǒng)考察后發(fā)現(xiàn),2﹪摩爾量的稀土離子摻雜的樣品在500℃熱處

3、理1小時(shí),顯示出最好的光催化效率.值得注意的是我們制備的稀土離子均勻摻雜二氧化鈦樣品在700℃加熱1小時(shí)后仍具有較好的光催化活性.另外,稀土離子的分布是影響稀土摻雜的納米TiO<,2>光催化性質(zhì)的主要因素之一.在同一溫度下煅燒的浸漬法制備的摻雜樣品光催化活性較純二氧化鈦活性大幅降低.利用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)和紫外光譜法研究了均勻稀土離子摻雜二氧化鈦對羅丹明B的光降解過程,發(fā)現(xiàn)羅丹明B在稀土離子摻雜的TiO<,2>納米材料光催化下,光降解主要以羅