負載型納米TiO-,2-光催化劑的MOCVD制備、改性及應(yīng)用研究.pdf

1、納米TiO2由于其卓越的光催化性能在水處理中被廣泛研究。但是，在實際應(yīng)用中納米TiO2存在回收困難、易團聚、對廢水礦化度低等問題。針對以上問題，本文采用金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)制備了活性炭(AC)負載TiO2光催化劑。為提高負載型TiO2光催化劑的活性，采用共沉積/-次沉積MOCVD技術(shù)對其進行了改性。 采用MOCVD將TiO2成功負載到AC表面，并對沉積過程進行了研究。HNO3改性AC可以同時提高TiO2的沉積速率

2、和其在AC外表面的濃度。 將MOCVD與溶膠-凝膠法、分子吸附沉積不同固定化技術(shù)進行了比較。結(jié)果表明，由MOCVD制備的TiO2比另外兩種方法制得的TiO2具有更高的光催化性能。比較了不同載體對負載型TiO2催化性能的影響，結(jié)果表明TiO2/AC＞TiO2/Al2O3＞TiO2/ACF。 制備高活性TiO2/AC光催化劑的MOCVD最佳條件為：沉積溫度(873 K)、源溫度(423 K)、載氣流速(400 ml/mi

3、n)，煅燒時間(2 h)、負載量(12wt％)。得到的銳鈦型TiO2粒徑在10到50 nm之間。由MOCVD制備的TiO2/AC光催化活性與商業(yè)化的TiO2(P25)接近，但是，TiO2/AC不僅回收方便且回用10次催化能力基本不變。與P25相比，TiO2/AC可以更有效地礦化廢水。 為了提高負載型TiO2的光催化活性(提高光生電子-空穴對分離效率)采用二次沉積MOCVD制備了Ag-TiO2/AC催化劑。Ag顆粒(1-5 nm

4、)負載在TiO2薄膜表面。當(dāng)Ag/Ti原子比率處于0.0198-0.0595時，Ag-TiO2的光催化活性大大高于未改性TiO2。采用共沉積技術(shù)制備了可利用可見光的Fe摻雜TiO2薄膜。結(jié)果表明，F(xiàn)e3+進入到了TiO2晶格，而且均勻分散在Fe-TiO2薄膜中。Fe摻雜TiO2薄膜可以在可見光下快速降解甲基橙。 定量研究了光催化反應(yīng)的表觀速率常數(shù)與TiO2外表面濃度、TiO2粒徑、光強及負載量的關(guān)系。制成了TiO2/AC固定膜