TiO-,2-光催化過程的熱力學(xué)探索和TiO-,2-(SrTiO-,3-)-CuBi-,2-O-,4-復(fù)合光催化劑制備.pdf

1、1972年日本學(xué)者Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)了TiO2半導(dǎo)體單晶電極光解水的現(xiàn)象后，研究者以此為契機(jī)開始了將半導(dǎo)體材料應(yīng)用于光催化降解污染物，開拓了其在環(huán)境污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用。長(zhǎng)期以前，人們幾乎對(duì)所有的金屬氧化物，硫化物等半導(dǎo)體材料都進(jìn)行了深入的研究，并且找到了一些具有光催化性能的材料。這些半導(dǎo)體材料中，TiO2、SrTiO3具有穩(wěn)定、無毒及價(jià)廉等特點(diǎn)，引起了人們的極大興趣。但是，有效擴(kuò)展光催化劑的太陽(yáng)光譜響應(yīng)范圍或者降低光生載

2、流子復(fù)合率，從而提高光催化反應(yīng)效率，仍是亟待研究解決的難題。本文基于此，研究了溫度對(duì)TiO2水溶膠光催化降解甲基橙反應(yīng)的影響；利用水熱法合成CuBi2O4，研究熱處理溫度對(duì)產(chǎn)物結(jié)晶生長(zhǎng)的影響；并采用水熱法合成SrTiO3及組分質(zhì)量百分含量不同的TiO2(x％)—CuBi2O4及SrTiO3(x％)—CuBi2O4復(fù)合催化劑。得到的主要結(jié)果與結(jié)論如下： ⑴TiO2水溶膠在紫外-可見光照下光降解甲基橙反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)隨反應(yīng)溫度

3、的升高而增加。當(dāng)溫度從34℃升高到100℃時(shí)，速率常數(shù)從3.52×10-4 min-1增加了近5倍到2.17×10-3 min-1；反應(yīng)的活化能、熵變及焓變值分別為：27.7 kj/mol、—265.5 j/K·mol和24.9 kj/mol。 ⑵以[Ti—H2O2]溶液(PTA溶液)和Sr(OH)2為原料，在高壓反應(yīng)釜中、180℃可以制備出鈣鈦礦型SrTiO3，SrTiO3是由尺寸分布在100～200 nm的球型團(tuán)聚體組成，其