介孔C摻雜二氧化鈦光催化劑的低溫制備及表征.pdf

1、TiO2光催化劑在污水和空氣凈化方面的應用得到越來越多的重視。但由于其能帶較寬(3.2 eV)，只能被波長小于387 nm的紫外光激發(fā)。由于上述波段的光能量只占太陽光中能量的3～5％左右，因此為了更有效地利用太陽光中的可見光能量，開發(fā)對可見光響應的、高活性TiO2光催化劑顯得十分必要。 本文以葡萄糖和無定型TiO2為前驅物在低溫條件下制備出了具有可見光活性的碳摻雜TiO2光催化劑。與先前文獻報道的高溫合成碳摻雜TiO2的方法不同

2、，本研究在160℃水熱反應的條件下成功低溫制備出碳摻雜TiO2光催化劑，并對產(chǎn)物催化劑進行了XRD，XPS，TEM，N2吸附一脫附和UV-vis漫反射光譜表征。結果表明碳摻雜TiO2具有平均孔徑大小為8 nm的介孔結構以及高達126 m2/g的比表面積。與非摻雜的光催化劑相比較，碳摻雜TiO2在400-600nm光譜范圍內表現(xiàn)出較好的可見光吸收特性。在可見光的照射條件下(λ>420 nm)，碳摻雜TiO2在水溶液降解RhB過程中表現(xiàn)出比

3、非摻雜的TiO2以及P25更高的光催化活性。 根據(jù)所得產(chǎn)物的X-射線光電子能譜表征結果，我們推測碳酸根可能存在于我們所制得的碳摻雜二氧化鈦中。為了找出產(chǎn)物的可見光活性原因以及產(chǎn)物中碳的存在形式，我們用紅外光譜儀和核磁共振光譜儀對產(chǎn)物進行了更進一步的表征。結果表明在碳摻雜二氧化鈦中存在HCO3-，CO32-以及葡萄糖分解產(chǎn)物的中間體，這些均可作為光敏劑，成為產(chǎn)物具有較高光催化活性的原因。另外，我們發(fā)現(xiàn)用本文采用的水熱法來制備碳摻雜