超聲噴霧法制備金屬氧化物空心球、W-,x-Ti-,1-x-O-,2-固溶體微球及其光催化性能的研究.pdf

1、自1972年Fujishima和Honda在Nature上首次報道用二氧化鈦單晶電極作為光催化劑分解水制氫氣以來，納米二氧化鈦（TiO2）的制備、結(jié)構、性質(zhì)、表征及其應用的研究工作日益成為人們研究的熱點，并得到了廣闊的發(fā)展。TiO2具有化學穩(wěn)定性好、無毒、使用壽命長和耐腐蝕性等優(yōu)點，已經(jīng)在廢水處理、光催化抗菌以及氣體、液體污染物降解方面顯示出巨大的應用潛力。但銳鈦礦TiO2的禁帶寬度約為3.2 eV，其對應的吸收波長為387nm，需要較

2、高能量的紫外光（占太陽光5％）來激發(fā)，不能有效利用太陽能。同時，其電子-空穴對復合幾率較高，導致它的光催化降解活性偏低。為了克服TiO2以上的不足，科學家采取了很多有效的方法來改變其光吸收性質(zhì)，主要包括：納米TiO2的摻雜、貴金屬沉積、形成復合氧化物以及表面光敏化等，從根本上提高了TiO2對太陽能的利用效率，進而提高了其光催化活性。 本文通過硼酸誘導的超聲噴霧法成功制備出了一系列金屬氧化物空心球（TiO2，ZrO2，SnO2，F(xiàn)

3、e2O3和Co3O4）。并對所制備的金屬氧化物空心球進行了XRD，TEM，BET，XPS，UV-vis漫反射以及光催化活性表征。實驗結(jié)果表明：TiO2空心球的比表面積與TiO2實心球相比有了很大的提高。硼酸的存在不僅有助于金屬氧化物空心球的形成，還可以提高TiO2空心球的光催化性能。從TiO2空心球的XPS分析可以看出：B元素摻雜到TiO2的晶格之中，形成了B-O-Ti結(jié)構，致使TiO2空心球的能帶發(fā)生了藍移，增強了其在紫外光下的氧化能

4、力。以羅丹明B為目標污染物，相對于TiO2實心球光催化劑，TiO2空心球在模擬太陽光照射下的光催化性能增強。 雖然TiO2空心球在模擬太陽光下對目標污染物羅丹明B有比較好的光催化活性，但它只能被太陽光中的紫外光激發(fā)，太陽能利用效率比較低。本文進一步通過超聲噴霧法制備了具有可見光活性的WxTi1-xO2固溶體微球光催化劑，并對固溶體進行了XRD，SEM，TEM，BET，XPS，UV-vis漫反射以及光催化活性表征。實驗結(jié)果表明，W