2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文采用溶膠-凝膠法、以泡沫鎳為載體,制備負載型N摻雜TiO2、Fe-N共摻雜TiO2,Co-N共摻雜TiO2及Cu-N共摻雜TiO2光催化劑,對樣品進行UV-Vis、XRD、IR、SEM等表征,以紫外燈(主波長253.7nm)和氙燈(λ>420nm)為光源,中性紅為目標(biāo)降解物,采用單槽反應(yīng)器,考察影響樣品的光電催化性能的一些因素,如催化劑煅燒溫度、煅燒時間、不同光源等光電催化效果。 經(jīng)500℃煅燒得到的粉末晶體TiO2為單一的

2、銳鈦礦相,晶粒尺寸較商品P-25小,紫外光下對中性紅的降解效果與P-25相當(dāng)。煅燒溫度對TiO2的光催化活性和晶體結(jié)構(gòu)有較大影響:煅燒溫度為500℃時,樣品的光催化活性最高;煅燒溫度為600℃時,體系中出現(xiàn)金紅石相。共摻雜體系的摻雜量均為n(Fe):n(尿素):n(TiO2)=2%:1:1,最佳煅燒溫度均為500℃,此條件下制備的共摻雜TiO2可見光催化活性最佳。共摻雜均能細化TiO2晶粒,抑制TiO2晶型由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變;提

3、高其載流子的遷移率,有效抑制光生載流子的復(fù)合,二者的協(xié)同作用提高了它的光電催化能力。可見光光催化能力:共摻雜>TiO2-xNx>純TiO2。 Fe-N共摻雜TiO2、Co-N共摻雜TiO2及Cu-N共摻雜TiO2可見光降解中性紅時,光電催化降解反應(yīng)并不簡單地遵從一級反應(yīng)動力方程式,降解過程經(jīng)歷了不同的反應(yīng)歷程,提出可見光光催化降解反應(yīng)動力學(xué)模型,并對此進行實驗驗證,反應(yīng)過程中,前后兩個階段具有不同的表觀速率常數(shù)k1=0.6031

4、(mol/m-3)1-nS-1,k2=0.02786(mol/m-3)1-nS-1。 采用基于密度泛函理論(DFT)框架下的第一性原理平面波贗勢(PWPP)方法,模擬計算了摻雜Co(Ⅱ)摻雜、Cu摻雜、N摻雜、Cu、N共摻雜對銳鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)、能隙、態(tài)密度等的影響,探討摻雜有助于TiO2的光催化活性的原因。 結(jié)果表明:摻雜后,TiO2禁帶變小,使得吸收波長范圍擴展至可見光區(qū)域,光生電子的激發(fā)效率提高,從而提高了光催化活性

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