二氧化鈦光催化劑的制備和改性研究.pdf

1、半導(dǎo)體多相光催化氧化作為高級氧化技術(shù)之一，能處理多種污染物，適用范圍廣，特別對生物難降解有機污染物具有很好的氧化降解作用，是非常有應(yīng)用前景的環(huán)境污染治理技術(shù)。TiO<,2>是良好的半導(dǎo)體光催化劑，具有良好的光電特性、化學(xué)性能穩(wěn)定、價格低廉、無毒等特征，但只有波長小于387nm的紫外線照射，光催化反應(yīng)才能進行。已有的研究證明：對TiO<,2>進行摻雜和修飾可提高其對太陽光特別是在可見光區(qū)的吸收效率。本論文研究TiO<,2>光催化劑的制備、

2、摻雜、負載方法，對其進行了表征和催化活性評價。 研究了溶膠-凝膠法、溶膠-燃燒法、溶膠-乳化-燃燒法、硬脂酸法制備TiO<,2>光催化劑。在紫外光照射下光催化性能最好的是硬脂酸法所制備的TiO<,2>光催化劑。硬脂酸法制備的TiO<,2>光催化劑中金紅石相占62％，混晶效應(yīng)最好，光催化活性接近于Degussa公司生產(chǎn)的P25。 采用溶膠-凝膠法、溶膠-燃燒法制備了Fe<'3+>x/ZnOy-TiO<,2>納米粉體。用溶膠

3、一燃燒法制備的1％Fe/20％ZnO-TiO<,2>催化劑的光催化性能最好。在太陽光照射1h后，光催化劑對甲基橙溶液降解達到99％以上。用硬脂酸法制備了ZnFe<,2>O<,4>-TiO<,2>納米粉末。1.5％ZnFe<,2>O<,4>-TiO<,2>納米粉體在太陽光照射40min后，對甲基橙的降解率達98.8％，但在紫外光照射下光催化活性不高。 采用溶膠-凝膠法制備了La<'3+>、Ce<'4+>、Eu<'3+>單摻雜及La

4、<'3+>+Eu<'3+>Ce<'4+>+Eu<'3+>共摻雜TiO<,2>納米光催化劑。La<'3+>、Eu<'3+>摻雜的TiO<,2>光催化活性有明顯改善，Ce<'4+>摻雜對TiO<,2>光催化活性影響不明顯；1％La+1％Eu共摻雜光催化劑在太陽光照射50min后，對甲基橙的降解率達98.5％。采用溶膠一燃燒法制備1％La<'3+>+1％Eu<'3+>共摻雜納米TiO<,2>粉體在太陽光照射50min后，對甲基橙的降解率達99

5、％，同樣在紫外光照射下光催化活性不強。 負載型TiO<,2>光催化劑復(fù)合材料是未來TiO<,2>納米光催化研究領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。本研究以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，用溶膠一燃燒法制備TiO<,2>粉體催化劑；以六偏磷酸鈉為分散劑，用振蕩和離心分離法提純的凹凸棒石為載體。通過200℃干燥混合的凹凸棒石與TiO<,2>粉體懸浮液，制備凹凸棒石/TiO<,2>粉體。XRD對粉體進行表征，結(jié)果表明：TiO<,2>顆粒具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)和金紅石結(jié)構(gòu)，