可見光響應型負載TiO2的制備與表征.pdf

1、由于近幾十年來工業(yè)化的迅速發(fā)展，城市化規(guī)模不斷擴大，人們生活和生產過程中排放出來的污染物對源水的污染已經愈演愈劇，水中的有機物質越來越多，為此人們開始研究水質凈化新技術。光催化氧化法是在水中加入一定質量的半導體催化劑，它能在一定光源照射下產生強氧化能力的自由基，氧化水中的有機物，其中最常用的催化劑是TiO2。這是因為TiO2在紫外光照射下具有強氧化性、對降解物質的無選擇性且可將有機物完全礦化等特點。但是TiO2僅能利用紫外光，光生載流子

2、易于復合，且不便回收，其大量應用受到限制。因此本文通過表面活性劑改性TiO2來提高其可見光光催化活性，將二氧化鈦負載于磁性物質，用窄帶系物質改性二氧化鈦并制膜，使其既能有效利用可見光又便于分離。本論文的主要研究內容如下：
　　 1．采用表面活性劑輔助溶劑熱法制備出不同形貌的TiO2，得出以下結論：采用陰離子表面活性劑(SDBS)和陽離子表面活性劑(CTAB)改性得到TiO2的形貌分別為球形和冰糖形狀。研究了可見光下不同樣品對苯酚

3、的降解影響，發(fā)現(xiàn)冰糖形貌的TiO2的降解效率最高，120min對苯酚的降解率達到了54.3％。這說明，表面活性劑可以影響TiO2的形貌，不同形貌的TiO2對苯酚的光催化降解效率不同。
　　 2．通過檸檬酸絡合-溶膠凝膠法制備了Y1-xSrXFeO3負載型磁性光催化劑。對不同樣品進行可見光光催化研究，結果表明YFST-70樣品光催化效率最高，60min對甲基橙的降解率為95.44％。三輪光催化實驗過后其光催化效率仍達到80％以上。

4、利用水熱法制備了а-Fe2O3納米棒，溶膠-凝膠法得到負載型TiO2/а-Fe2O3樣品。對不同負載樣品進行硝基苯光降解研究，得出TiO2/а-Fe2O3(wt=30％)納米棒的降解效率最高，60min降解率為96.61％，三次重復實驗后其降解率在85％以上。
　　 以上兩種磁性物質負載TiO2說明選擇p型窄帶隙磁性物質對TiO2進行改性，形成的p-n型異質結構半導體能有效地促進電子和空穴的分離，擴大光反應范圍，同時便于分離回收

5、。同時將TiO2負載于а-Fe2O3納米棒上，增大了二者與硝基苯的接觸面積，從而使光催化活性點增多，進而提高其光催化效率。
　　 3．采用水熱法制備BiVO4粉末，浸漬法制備了p–n 異質結構粉末NiO/BiVO4光催化劑。研究了BiVO4 溶膠的最佳制備工藝。采用溶膠-凝膠-檸檬酸法制備了不同的NiO/BiVO4/TiO2薄膜，可見光下以亞甲基藍為降解目標物質。發(fā)現(xiàn)400℃下煅燒1％ NiO的BiVO4 粉末樣品的光催化效率最