長余輝與二氧化鈦協(xié)同作用光催化材料的研究.pdf

1、TiO2光催化材料以其化學(xué)穩(wěn)定性高、無毒、降解效率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),近年來成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。為進(jìn)一步提高TiO2的光催化活性,本實(shí)驗(yàn)采用溶膠復(fù)合方法將TiO2與Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+長余輝發(fā)光材料復(fù)合,制備出Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy+／TiO2新型光催化劑,通過降解甲基橙研究了復(fù)合光催化劑的光催化活性以及TiO2與Sr2MgSi2O7:EU2+,Dy3+之間的協(xié)同作用。
　　 本文以TiOS

2、O4·nH2O為原料制備了過氧鈦酸(PTA)溶膠,干燥研磨過篩煅燒后即得到TiO2光催化劑,XRD、SEM測試結(jié)果表明:TiO2為銳鈦礦相,顆粒均勻呈球形,粒徑約為20～50nm。采用溶膠-凝膠法制備了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+,通過改變煅燒溫度以及Eu2+、Dy3+摻雜比例優(yōu)化了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的發(fā)光性能。采用溶膠復(fù)合方式制備了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+／TiO2新型光催化劑,研究了

3、不同Sr2MgSi2O7:EU2+,Dy3+與 TiO2質(zhì)量比以及不同復(fù)合方式對(duì)催化劑活性的影響,并TiO2進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合光催化劑僅由Sr2MgSi2O7相和銳鈦礦相組成,且表面TiO2粒徑減小,比表面積增大,與物理混合的復(fù)合光催化劑和TiO2相比,溶膠復(fù)合制備的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+／TiO2光催化劑的活性較高,在可見光下和紫外光激發(fā)后暗環(huán)境下對(duì)甲基橙的降解率分別為34.3％和65.4％。
　　

4、 研究了過渡金屬離子Fe3+和半導(dǎo)體 WO3摻雜的復(fù)合光催化劑的光催化性能。Fe3+和WO3的摻雜能夠降低TiO2的有效禁帶寬度,將其光響應(yīng)區(qū)域拓寬至可見光。0.5wt％Fe3+-TiO2的有效禁帶寬度為2.93eV,Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+／Fe3+-TiO2在可見光和紫外光激發(fā)后暗環(huán)境下對(duì)甲基橙的降解率分別為61.6％和77.3％；而1.0wt％WO3-TiO2的有效禁帶寬度為2.84eV,Sr2MgSi2O7:E

5、u2+,Dy3+／WO3-TiO2在可見光和紫外光激發(fā)后暗環(huán)境下對(duì)甲基橙的降解率分別為57.2％和76.9％。
　　 對(duì)復(fù)合光催化劑協(xié)同作用機(jī)理進(jìn)行了分析探討,本文認(rèn)為:復(fù)合光催化劑中,光催化活性的提高與以下四個(gè)作用相關(guān):(a)Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+發(fā)光粉體的存在抑制了TiO2顆粒的長大；(b)Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+與 TiO2之間可能存在表面載流子的轉(zhuǎn)移過程,兩者發(fā)揮協(xié)同作用；(c)Sr2M