寬譜帶吸收納米TiO2光催化劑的制備及催化活性研究.pdf

1、目的:
　　本文在總結(jié)納米TiO2光催化劑改性進(jìn)展的基礎(chǔ)上,確定了以S元素?fù)诫s體系作為研究對象,旨在通過新的合成方法或合成原料,來優(yōu)化控制改性納米TiO2的微觀結(jié)構(gòu)(摻雜離子的價(jià)位與狀態(tài)、晶型和晶粒尺寸),探究其光催化降解機(jī)理,以拓展光催化劑的譜帶吸收范圍、提高其可見光催化活性;并以具有寬譜帶吸收的納米S/TiO2光催化劑處理有機(jī)污染物MB為模型,探討超聲波在可見光催化降解中的協(xié)同作用和各種實(shí)驗(yàn)條件對光催化降解效率的影響;從而為寬

2、譜帶吸收光催化劑的理論研究和實(shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo),為高效利用太陽能和降解偶氮類有機(jī)物提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　內(nèi)容:
　　(1)以共沉淀-浸漬法制備改性納米TiO2光催化劑。
　　(2)用XRD,TEM,UV-Vis-DRs,XPS等方法對改性光催化劑的性能進(jìn)行表征、分析,對摻雜改性機(jī)理進(jìn)行探討。
　　(3)改性納米光催化劑使用壽命研究。
　　(4)高催化活性和穩(wěn)定性的光催化降解反應(yīng)器的制備。
　　(5)光催

3、化降解體系的優(yōu)化:探討超聲波在可見光催化降解中的協(xié)同作用和各種實(shí)驗(yàn)條件對光催化降解效率的影響。
　　結(jié)果:
　　S元素?fù)诫s量為2.0％,經(jīng)500℃高溫煅燒4h的催化劑在可見光照下具有良好的光催化活性和較長的使用壽命,反復(fù)利用3-4次,可見光催化活性基本保持不變。摻雜后光催化劑晶型仍為銳鈦礦型,其粒徑變小,比表面積增大,熱穩(wěn)定性增加,禁帶寬度變窄,在可見光區(qū)光響應(yīng)區(qū)域紅移約60nm。超聲-可見光催化體系的光催化降解MB的最佳反

4、應(yīng)條件:初始pH為9,MB初始濃度為1×10-6mol·L-1,光催化劑用量為4g·L-1,最佳反應(yīng)時間為90min,加入H2O2最佳初始濃度為4mmol·L-1。
　　結(jié)論:
　　(1)采用共沉淀-浸漬法可制備寬譜帶吸收的摻雜S的納米S/TiO2光催化劑。煅燒溫度、煅燒時間、S元素?fù)诫s濃度等因素對改性效果都有較大影響。納米S/TiO2在可見光下對亞甲基藍(lán)的催化降解活性明顯高于純納米TiO2。
　　(2)超聲波對光催化