氮摻雜與硼摻雜納米二氧化鈦可見光催化劑的研究.pdf

1、在眾多的半導體光催化劑中，TiO2因具有優(yōu)越的光催化性能、穩(wěn)定的化學性能、低成本、無毒害等優(yōu)點受到了人們的廣泛關注，廣泛應用于環(huán)境保護、太陽能電池和氣敏材料等領域。但由于TiO2的帶隙較寬，只能被λ＜387.5nm的紫外光激發(fā)，極大地制約了對太陽能的有效利用。因此如何使其在可見光激發(fā)下產生活性，對二氧化鈦進行修飾改性并提高其量子產率成為目前光催化研究的熱點。
　　 本論文采用水熱法和沖擊波法制備了系列氮摻雜TiO2光催化劑和硼摻

2、雜TiO2光催化劑，并對其制備及光催化活性進行了研究。論文研究取得如下成果:
　　 (1)以鈦酸四丁酯、水合肼為前驅體通過水熱法合成出系列N摻雜納米TiO2光催化劑?？疾炝瞬煌琾H值、反應溫度、摻雜量等因素對TiO2結構和光催化性能的影響，發(fā)現(xiàn)N摻雜能有效抑制TiO2晶粒的長大，并使其光吸收邊發(fā)生紅移。在反應體系pH值為7、180℃的條件下，得到的催化劑含氮量為2.41％(at.％)，對羅丹明B的催化降解活性最好。
　　

3、 (2)采用沖擊波的方法對富氮摻雜物C2N4H4分別與P25TiO2和偏鈦酸的粉末混合物進行沖擊加載，結果表明，以P25為原料的沖擊氮摻雜濃度可達8.88％(at.％)，具有明顯的可見光吸收，能帶寬度減小到1.75eV，樣品中同時形成了少量srilankite高壓相。而以偏鈦酸為原料的沖擊氮摻雜濃度為3～4％，能帶寬度變化較小，由于獨特的沖擊脫水膨脹機理而使比表面積劇增。沖擊氮摻雜樣品對亞甲基藍和羅丹明B有較好的吸附和可見光催化降解活性

4、，其中高飛片速度處理樣品有最高的光催化降解活性。
　　 (3)分別以硼氫化鈉和硼酸為硼源采用水熱法制備了B摻雜TiO2催化劑。結果表明，硼源的最佳加入量分別為0.1g和6g，能提高B/TiO2的催化活性。在反應體系pH值為7、180℃的條件下，制備的B/TiO2對羅丹明B的催化活性最好。兩種硼源硼加入量對TiO2的可見光催化活性影響規(guī)律是相似的。
　　 (4)本文還對TiO2納米管做了初步的研究，水熱條件下合成出直徑在1