貴金屬修飾介孔二氧化鈦中空結(jié)構(gòu)的制備及光催化活性.pdf

1、貴金屬修飾介孔二氧化鈦中空結(jié)構(gòu)的制備貴金屬修飾介孔二氧化鈦中空結(jié)構(gòu)的制備及光催化活性及光催化活性MesopousAnataseTiO2HollowNanostructurewithPlasmonicMetalDecationfHighlyActiveVisiblelightPhotocatalysis學(xué)科專業(yè)：工業(yè)催化研究生：盧健偉指導(dǎo)教師：劉源教授鞏金龍教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年五月摘要半導(dǎo)體材料TiO2以其較高的光催化活性、無(wú)毒

2、無(wú)害、穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于光催化體系。但TiO2較高的電子空穴的重組速率以及較大的禁帶寬度（3.2ev），導(dǎo)致了它的光轉(zhuǎn)化量子效率偏低，并且只能被紫外光激發(fā)（大約占太陽(yáng)光的45%），這兩點(diǎn)是目前亟待解決的問(wèn)題。非金屬元素?fù)诫s和貴金屬的沉積可有效地降低TiO2的禁帶寬度和抑制電子和空穴的重組，從而提高可見(jiàn)光下的光催化活性。在氨氣條件下高溫焙燒TiO2可有效使N原子進(jìn)入到TiO2晶格中，降低TiO2的禁帶寬度，以此提高其對(duì)可見(jiàn)光的吸收。

3、高度分散在TiO2表面上的貴金屬AuAg納米顆?？沙洚?dāng)電子的俘獲陷阱，并且AuAg的表面等離子體共振效應(yīng)可使光催化劑對(duì)可見(jiàn)光有較好的響應(yīng)。本文通過(guò)模板法制備出了具有中空結(jié)構(gòu)的TiO2中空結(jié)構(gòu)，由比表面積(BET)表征結(jié)果可知，該材料的比表面積為223m2g，相比傳統(tǒng)商用P25（50m2g）比表面積有了很大提高，這更有利于對(duì)目標(biāo)降解物質(zhì)的吸附。在氨氣條件下對(duì)材料進(jìn)行500C焙燒處理并通過(guò)Xray衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)以及

4、掃描電子顯微鏡(SEM)等表征結(jié)果分析表明，煅燒后的材料仍然保持著完整的中空結(jié)構(gòu)和銳鈦礦晶相。紫外可見(jiàn)光譜圖說(shuō)明，經(jīng)過(guò)氨氣，貴金屬的沉積處理后，復(fù)合催化劑吸光范圍延伸到550nm，較大地增強(qiáng)了可見(jiàn)光的響應(yīng)。對(duì)催化劑進(jìn)行活性測(cè)試（通過(guò)降解一定濃度的亞甲基藍(lán)溶液），結(jié)果表明經(jīng)過(guò)Ag的沉積和500C氨氣條件共處理的催化劑具有最高的活性。原因在于在此條件下材料具有規(guī)整的形貌即獲得了較大的比表面積；通過(guò)N的摻雜后使得N原子以軌道雜化或者形成雜質(zhì)能