銀摻雜納米TiO2與負(fù)載活性炭的制備、表征及可見(jiàn)光催化性能研究.pdf

1、TiO2是一種優(yōu)良的光催化劑，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。但是納米TiO2在實(shí)際應(yīng)用中存在量子效率偏低、光譜響應(yīng)范圍窄、對(duì)低濃度有機(jī)物處理效果差以及粉末懸浮態(tài)難分離回收等缺點(diǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用水熱法制備了銀摻雜納米TiO2光催化劑（Ag+-TiO2），研究了摻雜Ag+對(duì)納米TiO2光催化劑的可見(jiàn)光催化活性的改善效果以及改性機(jī)理；為進(jìn)一步提高納米TiO2光催化劑的活性，采用浸漬-水熱法以活性炭為載體制備了銀摻雜納米TiO2負(fù)載

2、活性炭復(fù)合材料（Ag+-TiO2/AC），以甲基橙（MO）為目標(biāo)污染物，研究了甲基橙初始濃度、催化劑用量、外加氧化劑、光源和重復(fù)使用次數(shù)等外部環(huán)境因素對(duì)Ag+-TiO2/AC可見(jiàn)光催化降解甲基橙性能的影響，初步量化論證了Ag+-TiO2/AC復(fù)合材料的吸附-光催化降解協(xié)同效應(yīng)，并對(duì)復(fù)合材料光催化降解MO的機(jī)理進(jìn)行初步探討。論文的研究進(jìn)展如下：
　　（1）采用水熱法制備摻雜Ag+-TiO2光催化劑，TEM和XRD顯示樣品由5~20n

3、m納米銳鈦礦TiO2晶粒組成，UV-Vis圖譜顯示合適的Ag+摻雜量使TiO2吸收光譜發(fā)生紅移，且在可見(jiàn)光區(qū)域出現(xiàn)很強(qiáng)的吸收帶。
　?。?）通過(guò)浸漬-水熱法制備Ag+-TiO2/AC復(fù)合材料，其最佳制備條件為：鈦含量5mL，水熱溫度200℃，反應(yīng)時(shí)間8h，Ag+摻雜比0.1％。TEM顯示TiO2晶粒尺寸為5～10nm，XRD進(jìn)一步表明為銳鈦礦相TiO2。FT-IR光譜表明復(fù)合材料依然保留了AC表面原有的-OH、C＝O、C-O等官能

4、團(tuán)，并出現(xiàn)Ti-O振動(dòng)峰。
　?。?）對(duì)Ag+-TiO2光催化劑進(jìn)行光催化活性測(cè)試表明，最佳摻雜比為0.25％。Ag+-TiO2的光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)符合Langmuir-Hinshelwood模型，摻雜0.25％Ag+-TiO2的可見(jiàn)光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)比純TiO2提高了3.9倍。由于適量的Ag+摻雜TiO2，除有Ag+摻入TiO2晶格內(nèi)部，未摻雜進(jìn)入晶格的Ag+以金屬Ag形式在TiO2表面沉積。
　?。?）負(fù)載型Ag+-Ti