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1、常見(jiàn)的TiO2光催化劑,其帶隙寬度為3.2eV,難以有效利用可見(jiàn)光。如何獲得具有較高可見(jiàn)光活性的TiO2光催化劑一直是研究熱點(diǎn)。目前已經(jīng)有多種方法對(duì)TiO2光催化劑進(jìn)行改性以解決其可見(jiàn)光響應(yīng)問(wèn)題,但是許多傳統(tǒng)的制備方法往往步驟復(fù)雜,耗時(shí)長(zhǎng),因此有必要研究簡(jiǎn)單易行的制備高可見(jiàn)光活性TiO2光催化劑的方法。
微波是一種高頻電磁波,被廣泛運(yùn)用于半導(dǎo)體材料的制備和合成過(guò)程中,起到提高化學(xué)反應(yīng)速率、提高產(chǎn)量,甚至改變其反應(yīng)過(guò)程的作用。<
2、br> 本論文通過(guò)微波技術(shù)進(jìn)行了TiO2摻雜及其形貌調(diào)控的研究,獲得了有可見(jiàn)光響應(yīng)的高活性C/N共摻雜的TiO2微球光催化劑。采用X射線粉末衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、氮?dú)馕?脫附、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見(jiàn)光漫反射(UV-Vis DRS)等多種表征技術(shù)對(duì)所制備的TiO2微球光催化劑進(jìn)行了研究。分析結(jié)果表明所制備的TiO2微球光催化劑為直徑0.5um左右的純銳鈦礦相球形顆粒,
3、其表面包覆有可吸收可見(jiàn)光的炭黑層,C和N被成功的摻雜進(jìn)了二氧化鈦晶格,引起了晶格畸變,將TiO2禁帶寬度減小到3.02eV。在最優(yōu)條件下制備的TiO2微球光催化劑在400nm到500nm之間有較高的光吸收強(qiáng)度。
在最優(yōu)條件下制備的TiO2微球光催化劑在可見(jiàn)光下催化降解水溶液酸性紅G,可見(jiàn)光輻射3h,降解率可達(dá)到98%,比商用P25高60%。通過(guò)制備條件實(shí)驗(yàn)篩選出TiO2微球光催化劑的最優(yōu)制備條件為:250mL無(wú)水乙醇、0.26
4、g NH4F、10mL鈦酸正四丁酯、微波功率800W、微波輻射時(shí)間5min。
本論文研究表明,TiO2微球光催化劑的球形結(jié)構(gòu)隨著NH4F加入量的提高而逐漸形成,光催化效果明顯提高,但是過(guò)多的氟化銨會(huì)導(dǎo)致球形結(jié)構(gòu)耗散和光催化效果的下降。乙醇的加入量越多,TiO2微球光催化劑的球形結(jié)構(gòu)越完整、越均勻。
本文所制得的TiO2微球光催化劑,具有優(yōu)良的可見(jiàn)光效果且材料制備的方法簡(jiǎn)單、時(shí)間短、反應(yīng)條件溫和易得。在實(shí)際應(yīng)用中可以大
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