Fe(Ⅱ-Ⅲ)-TiO2復(fù)合體系的構(gòu)建及可見光催化性能.pdf

1、TiO2以其無毒、低成本和良好的光電性能等優(yōu)點備受人們的親睞。但是只有紫外線照射才能激發(fā)光催化反應(yīng)，因為它的能帶寬度為3.2eV，因此只有3％~4%的太陽光被利用。另外光催化效率低，以及固載化也是使其應(yīng)用受到極大制約的關(guān)鍵技術(shù)難題。
　　本課題通過Fe的摻雜提高TiO2的光催化活性，并使其吸收波長發(fā)生明顯紅移，將其激發(fā)波長拓展到可見光區(qū)，提高太陽光的利用率；通過Fe(III)-TiO2復(fù)合薄膜的制備實現(xiàn)催化劑的固載化；在TiO2光

2、催化降解過程中加入由Fe(II)及H2O2組成的Fenton試劑提高光催化活性。
　　采用復(fù)合溶膠法制備Fe(III)-TiO2復(fù)合光催化劑，通過XRD、EDS對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)及成分進行分析，通過SEM、FT-IR等進行形貌及光譜分析，同時在可見光下對光催化劑的光催化性能進行測試。結(jié)果表明，F(xiàn)e(III)-TiO2復(fù)合光催化劑的XRD譜圖中未出現(xiàn)Fe的氧化物的衍射峰，TiO2均以銳鈦礦形式存在；EDS測試證實了Fe的存在且其含量

3、略低于理論含量；Fe(III)-TiO2相對TiO2紅外譜峰的紅移、孔徑的減小、比表面積的增大都有利于光催化性能的提高；不同摻雜量的復(fù)合光催化劑在可見光下對亞甲基藍進行降解，結(jié)果表明Fe摻雜量在2.0%的樣品光催化性能最好，達到了55.65%；同時Fe(III)-TiO2光催化劑具有一定的磁性能，有利于進行磁性回收。采用浸漬提拉法制備了Fe(III)-TiO2復(fù)合薄膜，討論了Fe的摻雜、薄膜層數(shù)、燒結(jié)溫度對薄膜吸光性能及光催化性能的影響

4、，結(jié)果表明摻雜量為2.0%，膜的層數(shù)為4層，煅燒溫度為450℃時光催化活性最好。
　　探討了Fe(II)協(xié)同TiO2體系降解吖啶橙染料的最佳條件，當(dāng)初始pH值為2.6，10ml的反應(yīng)體系中2×10-3mol/LFeSO4的最佳加入量為100μl，8.8×10-2mol/LH2O2的加入量為200μl時光催化降解率最大；對不同反應(yīng)體系的對比發(fā)現(xiàn)Fenton-TiO2體系具有明顯的優(yōu)勢，氣質(zhì)聯(lián)用及紅外的結(jié)果顯示降解過程中苯環(huán)被破壞產(chǎn)生