Fe3+-B摻雜TiO2納米管陣列的制備及其可見(jiàn)光催化性能研究.pdf

1、納米級(jí)TiO2光催化劑作為當(dāng)前最具應(yīng)用潛力的一種寬禁帶n型半導(dǎo)體材料因其具有氧化能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性能好、光催化效率高、不產(chǎn)生二次污染、對(duì)低濃度污染物及氣相污染物都有很好的祛除效果且對(duì)污染物吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,有望成為最具應(yīng)用前途的綠色環(huán)保型催化劑。TiO2納米管陣列是TiO2粉體的一種存在形式,因其具有更大的比表面積、更高的光催化活性和更強(qiáng)的吸附能力,使其在光催化降解、光解水制氫、染料敏化太陽(yáng)能電池、傳感器材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)

2、用前景。與傳統(tǒng)的TiO2粉體一樣,TiO2納米管是寬禁帶半導(dǎo)體(3.2eV,吸收波長(zhǎng)387nm),需要在紫外光的激發(fā)下才能顯示催化活性,光能利用率低,同時(shí)光生電子-空穴對(duì)極易復(fù)合,導(dǎo)致量子效率低。針對(duì)以上缺點(diǎn)本文嘗試用離子進(jìn)行摻雜,目的一是將捕獲阱引入到TiO2晶格中,有效分離光激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對(duì),提高光催化劑的效率;二是降低光生電子的激發(fā)能量,使其激發(fā)光源波長(zhǎng)范圍向可見(jiàn)光方向移動(dòng)。
　　 本論文以金屬離子Fe、非金屬離子B

3、元素為摻雜源對(duì)TiO2納米管進(jìn)行修飾改性,利用陽(yáng)極氧化法制備了金屬、非金屬摻雜及金屬／非金屬共摻雜的TiO2納米管陣列,通過(guò)電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(UV-vis)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)等對(duì)樣品的表面形貌、晶型轉(zhuǎn)變、晶相組成、可見(jiàn)光吸收性能等進(jìn)行了考察,并以甲基橙為目標(biāo)降解物模擬有機(jī)廢水,以太陽(yáng)光為光源,以摻雜改性的TiO2納米管陣列為光催化劑研究了其可見(jiàn)光光催化活性。得到了以下結(jié)果: