N-C改性納米二氧化鈦可見光催化劑的制備與表征.pdf

1、自從二氧化鈦光催化分解水被發(fā)現(xiàn)以來，基于半導(dǎo)體的光催化研究已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注。國內(nèi)外有關(guān)半導(dǎo)體光催化的研究重心主要集中在二氧化鈦上，TiO<,2>自身無毒、無害、無腐蝕性，可反復(fù)使用，但它對(duì)太陽能的利用率較低，常用光催化劑TiO<,2>的禁帶寬度為3.2eV，僅能吸收利用太陽光中波長小于387.5nm的紫外光。故制備高活性TiO<,2>光催化材料，擴(kuò)展TiO<,2>光譜響應(yīng)范圍，獲得太陽光下光催化污水凈化材料，提高光催化效率，是近年來光

2、催化研究的重點(diǎn)之一。 本文利用尿素在甲醇溶液中不同溫度下溶解度的差異，在加入四氯化鈦的同時(shí)，使尿素在甲醇溶液中結(jié)晶，用不同的溫度和時(shí)間經(jīng)過高溫煅燒制備了的N-c改性納米二氧化鈦納米粒子。對(duì)產(chǎn)物主要利用紫外分光光度儀、紅外分光光度儀、熒光光譜儀和光電子能譜儀對(duì)樣品進(jìn)行了表征。樣品制備以四氯化鈦為前驅(qū)體，利用溶膠．凝膠法制備了N-C改性納米二氧化鈦粉體材料，通過正交實(shí)驗(yàn)研究了煅燒溫度和煅燒時(shí)間等工藝條件對(duì)納米粒子的光催化活性等的影響

3、。并通過光催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)來評(píng)估樣品活性，重點(diǎn)考察了煅燒溫度和煅燒時(shí)間對(duì)樣品光催化活性的影響。我們還探討了碳和氮使二氧化鈦納米粒子改性的機(jī)制。實(shí)驗(yàn)中，我們得到的具體結(jié)論如下： (1)利用XRD對(duì)制備的N-C改性納米二氧化鈦粉體的晶相組成進(jìn)行了表征，醇解法制備的400℃樣品是不定型態(tài)，水解法制備的400℃樣品是純銳態(tài)礦二氧化鈦，600℃樣品有部分二氧化鈦轉(zhuǎn)變成金紅石相，800℃樣品已完全轉(zhuǎn)變成金紅石相。 (2)利用TEM

4、對(duì)制備的N-C改性納米二氧化鈦的晶體形貌進(jìn)行了表征，從電鏡圖片上分析出制備的N-C改性的納米二氧化鈦的平均粒徑在18～25nm。 (3)利用熒光光譜儀分析手段對(duì)制備的N-C改性納米二氧化鈦粉體進(jìn)行了表征，研究了煅燒溫度和煅燒時(shí)間對(duì)TiO<,2>納米粒子光致發(fā)光性能的影響，結(jié)果表明：N-C改性的納米二氧化鈦有很強(qiáng)的光致發(fā)光性能。 (4)使用紫外分光光度儀對(duì)制備的N-C改性納米二氧化鈦粉體的帶邊吸收進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示帶邊吸