可見光響應(yīng)TiO2-Cu2O的制備、表征及其光催化性能研究.pdf

1、在光催化領(lǐng)域，TiO2因擁有廉價、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、氧化能力強等突出優(yōu)點而得到廣泛的研究。但TiO2存在自身局限性，其禁帶寬度為3.2eV（銳鈦礦相），只能吸收波長小于385nm的紫外光，缺乏可見光響應(yīng)使其對太陽能的利用率較低。
　　針對上述問題，本論文選用窄帶隙半導(dǎo)體Cu2O對TiO2進行改性，制得系列TiO2/Cu2O粉體催化劑和負載于經(jīng)硅溶膠處理的蜂窩陶瓷上的TiO2/Cu2O整體式催化劑。利用XRD、SEM、UV-Vis

2、等方法對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)，晶粒形貌，光吸收性能等進行了表征，并以氣相甲苯、液相甲基橙的可見光催化降解為探針反應(yīng)，考察催化劑的光催化活性。得到如下結(jié)果：
　　1.在浸漬還原法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑上，當(dāng)Cu2O含量為50 wt％時，甲苯的降解率達到29.7%，甲基橙的降解率達到38%，明顯優(yōu)于純TiO2和純Cu2O。產(chǎn)生這種效果的可能原因是，催化劑中TiO2和Cu2O產(chǎn)生了耦合，形成了異質(zhì)結(jié)，促進了光生電子/空穴的分離，

3、提高了催化劑上光的量子效率。同時，催化劑晶粒的縮小，比表面積的增大也對催化劑性能的提高起到一定的促進作用。
　　2.與浸漬還原法相比，采用水熱法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑展現(xiàn)出更好的可見光催化活性。在水熱法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑上，當(dāng)Cu2O含量為50 wt%時甲苯的降解率達到36.5%；甲基橙在反應(yīng)3 h時的降解率達到52%，可能原因是催化劑中，TiO2和Cu2O的耦合效果更好，以及催化劑顆粒的進一步縮小和比

4、表面的進一步增大。
　　3.在蜂窩陶瓷表面負載二氧化硅薄膜，可提高陶瓷載體表面的平整度，有效提高催化劑活性組分TiO2/Cu2O的附著性能，增加單位載體面積上活性組分的負載量，從而提高催化劑的光催化活性。活性評價結(jié)果表明，浸漬還原法制備的整體式催化劑TiO2/Cu2O/TC-SiO2-JZ顯示出較好的光催化活性，在可見光照射下，該催化劑上甲苯的降解率達到31.6%，反應(yīng)5h后甲基橙的降解率達到26.7%。
　　4.表征結(jié)果表