TiO-,2--云母復合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、納米二氧化鈦由于其獨特的光催化特性，在廢水處理、空氣凈化等領域得到了廣泛的應用，但TiO2光催化劑帶隙較寬，對太陽能利用率很低。加之光生電子和光生空穴易于復合，光量子效率低，嚴重制約了TiO2光催化的實際應用效率。通過在TiO2材料中摻雜一些貴金屬或非金屬離子，可以提高TiO2的可見光響應范圍，從而達到提高光催化活性的目的。TiO2的團聚和難以回收也是限制其應用的另一原因，將其負載于合適的基體上，是解決這一問題的有效方法。近年來，有關納

2、米二氧化鈦摻雜及負載的研究，得到了廣泛的關注。
　　 本文以云母為載體，TiCl4為鈦源，NaOH為沉淀劑，采用水解-沉淀法制備出了云母負載納米TiO2光催化劑(TiO2/M)，研究了制備過程中溫度、加料速率和濃度、粉體焙燒溫度、光催化劑添加量，重復次數(shù)對光降解甲基橙活性的影響；同時分別以尿素為N源、Ag2CO3為Ag源，采用后摻雜法制得具有可見光響應的N摻雜TiO2/M和Ag摻雜TiO2/M。研究了N或Ag的摻雜對粉體中TiO

3、2晶相結構，粒度和光催化性能的影響。采用TG、XRD、XPS、SEM、EDS、DUV等對所制得的樣品進行了表征，并以日光色鏑燈為光源，甲基橙為模擬污染物檢測其光催化活性。
　　 研究表明：絹云母與TiO2通過橋氧相連形成均勻牢固的包覆層，樣品中TiO2物相為銳鈦礦相和金紅石相混晶，平均晶粒尺寸為10～30 nm，制備的TiO2/M光催化劑對200～370 nm的紫外光有較高的吸收率，經(jīng)400℃焙燒2h制備的光催化劑以5 g/L加

4、入時，60 min對甲基橙的降解率達到44％；相同條件下重復利用三次，60 min對甲基橙的降解率仍然可高達28％；N或Ag的摻雜抑制了TiO2晶粒的長大，減緩銳鈦礦向金紅石相的轉變，同時N的摻雜形成Ti-O-N鍵，形成新的能級結構，使樣品對光的吸收邊紅移至440～550 nm，具有明顯的可見光響應，對甲基橙的光催化降解率與沒有摻N的樣品相比，最高可達1.6倍，N的摻雜能有效增加樣品的使用壽命，相同條件下重復利用四次，光照60min對甲