非金屬及金屬摻雜空盒狀TiO2的制備和光催化性能研究.pdf

1、TiO2半導體光催化材料在目前研究領(lǐng)域和實際應用方面較為廣泛，是近十年來最具研究價值的光催化明星材料之一，但由于自身對光利用率低(只吸收紫外光)、禁帶寬度較大、光生載流子復合率極高，限制了它在相關(guān)領(lǐng)域的應用。為此，本論文擬采用N、S元素共摻雜、Ti3+離子自摻雜和C摻雜/包覆來克服TiO2半導體材料的上述缺點，進而提高其光催化活性(以降解羅丹明B水溶液反應模擬有機污染水模型反應來進行光催化反應活性評價)，主要研究結(jié)果如下：
　　第

2、一，利用葡萄糖含碳豐富和多羥基醛以及是一種供電子糖類分子的特點，在水熱條件下以TiOF2為原料制備了C摻雜/包覆空盒狀TiO2催化劑，探究水熱溫度和C摻雜/包覆量對催化劑形貌及光催化性能的影響。研究結(jié)果表明水熱溫度過高，催化劑的空盒狀容易坍塌和破碎，C摻雜/包覆量過大，容易導致催化劑發(fā)生團聚現(xiàn)象。另外，適合的水熱反應溫度和適量的C摻雜/包覆量有利于提高TiO2的光催化活性；其光催化降解速率常數(shù)基本上都比TiO2大，最優(yōu)的T24-0.15

3、催化劑的光催化速率常數(shù)是TiO2的2.4倍，表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。
　　第二，以TiOF2和甲硫氨酸分別為前驅(qū)體和N,S源，通過煅燒法制備了N,S共摻雜空盒狀TiO2(記為TNS)納米材料，并研究了溫度對TNS納米材料形成的影響。研究發(fā)現(xiàn)加入甲硫氨酸，減緩了N,S摻雜TiO2空盒狀的形成，并且摻雜后的催化劑表現(xiàn)出相當強的可見光光催化活性，其中TNS400催化劑的光催化降解率是TiO2的1.5～2倍，光催化降解速率常數(shù)是TiO2的