改性二氧化鈦光催化劑的制備及性能研究.pdf

1、人類正面臨水中有機(jī)污染物的困擾，采用傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法或生物法難以將其有效去除。TiO2光催化氧化技術(shù)是一種先進(jìn)的水中有機(jī)污染物處理技術(shù)，氧化性強(qiáng)、廣譜性（對幾乎所有有機(jī)污染物都有氧化效果）、環(huán)境友好，是一種很有應(yīng)用潛力的水中有機(jī)污染物去除技術(shù)。納米TiO2粉體（如商品化的Degussa P25 TiO2）光催化水中有機(jī)污染物降解具有很高的活性，但納米TiO2粉體分散在水中形成膠體，回收困難，使得該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用受到限制，迫切需要研發(fā)一

2、種更高性能的光催化劑。
　　本論文以硫酸鈦為前驅(qū)物，采用尿素均勻沉淀水熱法制備TiO2，并以甲基橙(MO)模擬水中有機(jī)污染物，考察了硫酸鈦水溶液的pH、存放時間及焙燒溫度等對TiO2光催化劑性能的影響。結(jié)果表明，采用硫酸鈦水溶液的pH=-0.51、存放時間大于60 d、160℃尿素均勻沉淀水熱反應(yīng)20 h、800℃焙燒制得的TiO2具有很高的光催化降解MO活性，并且TiO2晶粒大，沉降性好，反應(yīng)后回收容易。傅立葉紅外(FTIR)、

3、X-射線粉末衍射(XRD)分析結(jié)果顯示，硫酸鈦水溶液存放時間越長，制得的TiO2表面羥基數(shù)越多、結(jié)晶度越高，這可能是其具有高的光催化活性的緣故。
　　為進(jìn)一步提高該 TiO2光催化活性，考察了磷酸銀、碳及碳氮改性對 TiO2光催化活性的影響，發(fā)現(xiàn)修飾少量（1.0 wt％）磷酸銀或碳（n(TiO2)/n(C)=200）可顯著提高 TiO2光催化活性，尤其是用磷酸銀修飾制得的1.0 wt%Ag3PO4/TiO2光催化劑，對初始濃度為2

4、0 mg/L的150 mL甲基橙水溶液，在0.15g催化劑、中性條件下，50 min即將MO完全光催化降解，而TiO2，在同樣條件下反應(yīng)50 min大約只降解了81.6%，并且該催化劑很穩(wěn)定，重復(fù)使用4次仍保持較高的光催化活性。XRD結(jié)果顯示，磷酸銀、碳在TiO2上高度分散。紫外可見漫反射(UV-Vis DRS)分析表明，修飾少量（1.0 wt%）磷酸銀或碳（n(TiO2)/n(C)=200）的TiO2光催化劑發(fā)生了紅移，這可能是其光催