稀土、非金屬摻雜TiO2光催化劑性能的研究與計算.pdf

1、納米TiO2半導(dǎo)體材料具有氧化還原能力強、性質(zhì)穩(wěn)定、無毒和成本低廉等優(yōu)點,在利用太陽能方面受到研究者的重視,近來被廣泛應(yīng)用于污水中有機污染物的降解。但TiO2禁帶寬度較大(3.2 eV),只能利用太陽光中的紫外光部分(僅占太陽光能3~5％),此外,光生電子-空穴的復(fù)合幾率也較高,光量子產(chǎn)率低,這使TiO2作為光催化劑在實際應(yīng)用中難以推廣。
　　實驗以鈦酸丁酯為TiO2的前驅(qū)體,冰醋酸為水解抑制劑,乙醇為溶劑,采用溶膠-凝膠法制備了

2、納米TiO2及銪摻雜(摻雜量0.5％、1％、2％和3％)和硼摻雜(摻雜量1％、2％和3％)的納米TiO2光催化劑。XRD結(jié)果表明所制樣品均為銳鈦礦相TiO2且摻雜有利于晶粒尺寸減小,結(jié)合FT-IR分析結(jié)果,認為Eu3+在TiO2中是以氧化物的形式分散在TiO2中。由B摻雜TiO2 XRD譜的第一主峰放大圖可發(fā)現(xiàn),相對于純TiO2,B摻雜銳鈦相TiO2101晶面衍射角具有向右移的趨勢,這就說明在TiO2晶格內(nèi)將有少量B進入,進而使得TiO

3、2晶胞收縮。結(jié)合FT-IR分析結(jié)果,認為B在TiO2中的存在形式是B原子取代了晶胞中的O氧原子而進入TiO2的晶格。光催化實驗表明,銪摻雜和硼摻雜均能提高TiO2的光催化性能,在銪摻雜催化劑加入量為3g/L,羅丹明B初始濃度為12 mg/L時,摻雜2％Eu3+的催化劑催化性能最佳,反應(yīng)3h時降解率達到78％。在硼催化劑加入量為3g/L,羅丹明B初始濃度為12 mg/L時,摻雜2％B的催化劑催化性能最佳,反應(yīng)3h時降解率達到72％。