Bi、N共摻雜TiO2的制備及性能的研究.pdf

1、本文以硝酸鉍為鉍源,采用溶劑熱法制備了鉍摻雜TiO2催化劑(BT),研究了合成溫度、摻雜量和煅燒溫度對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響,并利用X射線衍射技術(shù)、紫外.可見光漫反射、場(chǎng)發(fā)射掃描以及X射線光電子能譜等對(duì)樣品進(jìn)行了表征,以亞甲藍(lán)為目標(biāo)物,考察了催化劑的光催化活性。結(jié)果表明:當(dāng)Bi與Ti摩爾比在0.02以下時(shí),催化劑中主要是銳鈦礦型的TiO2,隨著Bi加入量的增加,BT樣品中出現(xiàn)鈦酸鉍化合物,形成Ti-O-Bi鍵,出現(xiàn)了規(guī)則的圓球形結(jié)構(gòu)。B

2、i與Ti摩爾比為0.1,合成溫度為383K,煅燒溫度為773K時(shí),粒徑最小為2.9nm,在250W金鹵燈模擬太陽(yáng)光照射下3h降解20mg/L亞甲藍(lán)的效果達(dá)到62％。
　　 以尿素為氮源,采用溶劑熱法制備了氮摻雜 TiO2催化劑(NT),研究了H2O加入量對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:不同H2O加入量的NT樣品的晶型結(jié)構(gòu)和禁帶寬度變化不大,通過溶劑熱法制備 NT樣品,催化劑的表面形貌的變化很大,形成了長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu),加H2O量為

3、1.0mL的 NT樣品在250 W金鹵燈模擬太陽(yáng)光照射下3h降解20mg/L亞甲藍(lán)的效果達(dá)到56.6％。
　　 以硝酸鉍為鉍源,尿素為氮源,采用溶劑熱法制備了鉍、氮共摻雜 TiO2催化劑(BNT),研究了氮摻雜量對(duì)催化結(jié)構(gòu)和性能的影響,并利用X射線衍射技術(shù)、紫外-可見光漫反射、場(chǎng)發(fā)射掃描以及X射線光電子能譜等對(duì)樣品進(jìn)行了表征,并與鉍、氮單摻雜的TiO2催化劑進(jìn)行比較,結(jié)果如下:與BT樣品相比,N的加入使BNT樣品的結(jié)晶度變好,樣

4、品的禁帶寬度降低,與NT樣品相比,金屬Bi摻雜后,N原子的含量從0.55％上升到0.66％。N與Ti摩爾比為0.3時(shí),在250W金鹵燈模擬太陽(yáng)光照射下3h,亞甲藍(lán)的去除效率為93.86％。
　　 將所制備的BNT催化劑經(jīng)浸漬-提拉-煅燒負(fù)載在碳棒上,制備成BNT膜電極,研究了該催化劑的光電催化性能。結(jié)果表明:單層負(fù)載時(shí),催化劑在電極表面呈孔狀結(jié)構(gòu),經(jīng)過3次負(fù)載,催化劑與電極表面的碳結(jié)合,出現(xiàn)了斑塊狀結(jié)構(gòu)。隨著膜層數(shù)的增加,光電流