不同形態(tài)TiO-,2-材料的共摻雜改性及光催化性能研究.pdf

1、本論文通過(guò)改進(jìn)的溶膠-凝膠法分別合成出了氮、鑭共摻雜納米二氧化鈦光催化材料,以Brij98(脂肪醇聚氧乙烯醚,C18H35(OC2H4)20OH)和CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)作為復(fù)合模板劑合成出氮、鑭共摻雜和氮、鈰共摻雜介孔二氧化鈦光催化劑復(fù)合材料以及用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備出介孔二氧化鈦薄膜材料。運(yùn)用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、能量分散X-射線光譜(EDS

2、)、紫外可見(jiàn)漫反射吸收光譜(UV-visDRS)、X-射線光電子能譜(XPS)以及N2吸脫附等表征手段對(duì)所制備材料進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。結(jié)果顯示,合成樣品的XRD譜圖均呈現(xiàn)銳鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)；TEM圖片顯示有較為明顯的孔道結(jié)構(gòu)；SEM可以看到薄膜材料表面非常光滑平整；FT-IR、EDS和XPS譜圖分析都顯示氮、鑭、鈰這些所摻雜的離子均能有效的摻雜進(jìn)入二氧化鈦中；UV-vis DRS分析結(jié)果說(shuō)明通過(guò)進(jìn)行摻雜改性的二氧化鈦復(fù)合材料的光譜響應(yīng)

3、范圍有效的向可見(jiàn)光轉(zhuǎn)移,吸收峰發(fā)生了明顯的紅移,從而提高了其對(duì)可見(jiàn)光的利用率,擴(kuò)大了其實(shí)際應(yīng)用的范圍。
　　 對(duì)所制得樣品的光催化性能研究是通過(guò)以甲基橙、生活污水以及制漿造紙廢水為目標(biāo)降解物來(lái)進(jìn)行的,并分別在紫外光和模擬可見(jiàn)光下對(duì)樣品材料進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,共摻雜改性之后的二氧化鈦納米顆粒、介孔材料以及薄膜材料在紫外和可見(jiàn)光下都比純二氧化鈦具有更高的光催化活性。分別對(duì)共摻雜離子的摩爾比例、復(fù)合模板劑之間的比例關(guān)系、光照時(shí)間等因

4、素進(jìn)行了研究。在紫外光和模擬可見(jiàn)光照射下,N(0.020)La(0.012)TiO2納米顆粒對(duì)甲基橙的降解率分別達(dá)到了100％和97.2％,而在紫外光照射下,對(duì)生活廢水色度的去除率達(dá)到100％,CODcr(化學(xué)需氧量)去除率達(dá)到69.7％。在紫外光照射下,復(fù)合模板劑摩爾比例Brij98:CTAB=1:1時(shí)制備的介孔二氧化鈦樣品顯示出了最好的光催化活性,制漿造紙廢水CODcr去除率達(dá)到73％,色度去除率達(dá)到100％。在紫外條件下,介孔二氧