微弧氧化V2O5-TiO2復(fù)合光催化膜的制備與性能研究.pdf

1、TiO2光催化劑帶隙較寬，只能吸收紫外光，對太陽能的利用率很低；光生載流子的復(fù)合速率高，光催化效率低。目前常用的TiO2以粉體形式懸浮在水溶液中使用時(shí)，粉末易聚集、流失而使得分離、回收困難，造成二次污染。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了TiO2光催化技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，因此，催化劑的負(fù)載化、光譜響應(yīng)范圍的拓展以及光催化活性的提高是當(dāng)今光催化領(lǐng)域研究的重要方向。
　　 本文采用微弧氧化技術(shù)在純鈦表面制備可見光響應(yīng)V2O5/TiO2復(fù)合多孔光催化

2、膜，利用SEM、XRD、XPS等表征了膜層的組成、結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)；研究了電解液組成等對V2O5/TiO2復(fù)合膜的晶相組成、晶體結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)的影響。以光催化降解羅丹明為探針反應(yīng)，研究了V2O5/TiO2復(fù)合膜對羅丹明的降解動力學(xué)；探討了V2O5改善TiO2光催化活性的機(jī)制，取得了如下研究結(jié)果。
　　 以工業(yè)純鈦為基體金屬，分別在Na3PO3電解液和NaVO3電解液中制備了TiO2膜和V2O5/TiO2復(fù)合膜。Na3PO3電解

3、液中的膜層表面為多孔結(jié)構(gòu)，膜層由銳鈦礦TiO2和金紅石TiO2組成；而NaVO3電解液中的微弧氧化膜表面的孔洞較少，但表面粗糙度較大，膜層由銳鈦礦TiO2、金紅石TiO2和V2O5組成。在紫外光照射下，NaVO3電解液中的膜層對羅丹明的降解率由Na3PO3電解液中膜層的13％提高到42％。
　　 采用NaVO3電解液對純鈦進(jìn)行微弧氧化，結(jié)果表明，隨著NaVO3濃度增加，膜層中的V含量增加。隨膜層中V量的增加膜層的吸收光譜發(fā)生明顯

4、紅移，但是摻V量過高，邊帶紅移程度反而降低。當(dāng)NaVO3為8.54 g/L時(shí)，膜層吸收邊帶紅移至603 nm?？梢姽庹丈湎履訉α_丹明的降解率最高達(dá)93％。膜層的XPS分析發(fā)現(xiàn)，膜層中的V存在兩種價(jià)態(tài)，分別為V5+和V4+，這表明V對TiO2的改性源于V4+的摻雜和V2O5與TiO2的半導(dǎo)體復(fù)合。膜層對羅丹明的降解率與時(shí)間近似成直線關(guān)系，符合一級動力學(xué)反應(yīng)方程，說明V2O5/TiO2復(fù)合膜的光催化性能穩(wěn)定。
　　 采用稀硫酸對微