二氧化鈦基復(fù)合光催化材料的基礎(chǔ)研究——氧化鈦和鐵酸鋅復(fù)合體及鈦酸鉀晶須的制備和性能.pdf

1、二氧化鈦由于它成本低廉，高的化學(xué)穩(wěn)定性而成為催化領(lǐng)域使用最多的光催化劑，然而其禁帶寬度較大(3.2eV)，相對(duì)應(yīng)的吸收邊為387.5nm，限制了對(duì)太陽(yáng)光的利用，因此開發(fā)一種對(duì)可見光敏感的材料極為重要。尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鋅(禁帶寬度為1.9eV)和鈦酸鹽是對(duì)可見光敏感的半導(dǎo)體光催化劑，但是光催化性能相對(duì)較差，如果將兩者復(fù)合，將有可能提高對(duì)可見光的利用率和光電轉(zhuǎn)化效率。 探索合成鐵酸鋅和鈦酸鋅納米粉體的最佳條件，參照此條件，采用液相沉積

2、和水熱相結(jié)合的方法，在不銹鋼基底和普通玻璃上成功地合成了單一的鐵酸鋅薄膜及氧化鈦和鐵酸鋅的復(fù)合薄膜。通過X射線粉末衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)薄膜的物相和表面形貌進(jìn)行表征，用X光電子能譜(XPS)對(duì)薄膜表面元素價(jià)態(tài)進(jìn)行確定，通過可見-紫外光光度計(jì)(UV-vis)測(cè)定其光響應(yīng)范圍；用IM6e電化學(xué)工作站測(cè)定其光生電位和光電流曲線。結(jié)果表明單一鐵酸鋅薄膜隨著沉積時(shí)

3、間的增長(zhǎng)，厚度增加，鐵酸鋅結(jié)晶良好，平均粒徑約20nm，薄膜平整無明顯裂紋。水熱法合成條件：水熱溫度在175℃～250℃，pH=5～11，水熱時(shí)間12h，可見-紫外光吸收譜(UV-vis)表明其光響應(yīng)范圍為λ＜473nm，與氧化鈦薄膜相比紅移了約130nm，可提高可見光的利用率；電化學(xué)測(cè)試表明其光生電位低于不銹鋼的自腐蝕電位，有望用于鋼鐵防護(hù)。同樣，氧化鈦和鐵酸鋅的復(fù)合薄膜水熱合成條件：水熱溫度在100℃～250℃，pH=9～11，水熱

4、時(shí)間12h，可見-紫外光吸收譜(UV-vis)表明其復(fù)合薄膜光響應(yīng)范圍最大為λ＜544nm，電化學(xué)測(cè)試表明其光生電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不銹鋼的自腐蝕電位。 為了處理高放射性廢物同時(shí)利用鍶核素自身衰變作激發(fā)源，文中利用固相合成法制備了四鈦酸鉀K2O·4TiO2晶須，以該物質(zhì)作為載體，采用直接固化法來固定鍶核素，研究在不同介質(zhì)，不同溫度下與鍶的離子交換情況和浸出性能。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)載體的物相和形貌進(jìn)行了表