釩摻雜納米TiO-,2-透明光觸媒乳液的制備表征與應(yīng)用.pdf

1、地球環(huán)境污染問題是世界上最難解決的課題之一，而復(fù)合納米級光觸媒(TiO2)以其降解有毒有害氣體、抗菌、防霉、抗污、除臭等功能以及對人體無害的特點，是當(dāng)今世界上最先進的環(huán)保技術(shù)。二氧化鈦是一種重要的半導(dǎo)體光催化材料，具有光催化活性好、耐光化學(xué)和化學(xué)腐蝕能力強、本身穩(wěn)定性高、價格相對低以及對人體無毒等優(yōu)點，在光催化降解有機物分子方面顯示了獨特的優(yōu)良特性，因而在環(huán)境污染防治、水處理、空氣凈化、制備自清潔材料等許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是由

2、于TiO2是寬禁帶半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)帶—禁帶寬度約3.2eV，在紫外光照射下有強吸收(≤388nm)，而對可見光的吸收性較差。若利用太陽光作光源，有效的紫外光在太陽光中僅占5％，這就大大限制了它的應(yīng)用。如果將光譜響應(yīng)范圍拓寬到可見區(qū)，將會對二氧化鈦在環(huán)境凈化中的應(yīng)用帶來更廣闊的前景。研究表明，如采用有機染料敏化、貴金屬沉積和溶膠凝膠法金屬離子摻雜的方法來對氧化鈦進行改性，均可以提高光子的利用率，使太陽光能的利用率有所提高，但是以上方法卻存

3、在著反應(yīng)穩(wěn)定性差、價格昂貴和操作工藝繁瑣等缺點。
　　 本文以四氯化鈦、氨水、偏釩酸銨等簡單易得的試劑為主要原料，制備出了釩摻雜的納米二氧化鈦透明光觸媒乳液。研究了反應(yīng)時間、回流時間、絡(luò)合劑用量、表面活性劑用量以及摻雜量等反應(yīng)條件對合成工藝和材料性能的影響，找出了最佳的制備條件，實驗證實：在1℃下，控制絡(luò)合劑比例為1：3，最佳摻雜量為0.8％(molar ratio)，低溫絡(luò)合反應(yīng)24小時，表面活性劑添加為0.2％(molar

4、ratio)，加熱回流20分鐘后，所制備的復(fù)合透明光觸媒乳液光催化降解酸性大紅3R效果最好。室溫下對乳液進行干燥后，采用XRD、TEM、EDS等手段對所得粉末樣品的物相、形貌進行了表征，結(jié)果表明：樣品為摻雜均勻的銳鈦型結(jié)構(gòu)，粒徑為7nm左右。
　　 在太陽光照射下，利用該乳液對酸性紅染料進行了降解實驗，同時研究了樣品加入量、體系pH值、酸性大紅3R濃度對降解效果的影響，并與國內(nèi)出售光觸媒產(chǎn)品的光催化性能進行了對比。結(jié)果表明：適量