可見光響應TiO2的制備及其與活性炭纖維的復合改性.pdf

1、以TiCl4為鈦源，采用酸催化水解技術(shù)合成了高活性的納米TiO2光催化劑;通過N、F雙元素共摻雜改性制得了可見光響應的光催化劑TONF;通過浸提法將納米TiO2負載在活性炭纖維上，制得TiO2/ACF復合材料。采用DRS、SEM、XRD、XPS、低溫氮物理吸附技術(shù)表征催化劑的微觀形貌、晶相結(jié)構(gòu)、界面特征、光譜特征等。研究表明:
　　以HCl為催化劑，水解溫度98℃，煅燒溫度500℃條件下制得TiO2活性最高。最佳條件下合成的TiO

2、2前驅(qū)體為無定型結(jié)構(gòu)，400℃煅燒時幾乎完全轉(zhuǎn)化為銳鈦礦相，800℃時完全轉(zhuǎn)化為金紅石相。隨著煅燒溫度升高，TiO2光吸收閾值紅移，TiO2粒子尺寸增大，比表面積下降。
　　以TiCl4和NH4F為主要原料，采用酸催化水解法合成N、F共摻雜TiO2光催化劑(TONF)。研究表明:n(Ti)∶ n(NH4F)=1∶0.1，700℃煅燒制得的TONF催化劑活性最高。N、F原子均進入了TiO2體相。N摻雜可提高TiO2在可見光區(qū)的吸收;

3、F摻雜可并使TiO2能隙變窄。N、F的協(xié)同作用可使TiO2表現(xiàn)出較好性能。適量的N、F摻雜TONF催化劑在紫外光區(qū)及可見光區(qū)均表現(xiàn)出較高的光催化活性。N、F摻雜還可以改變TiO2的分散性能，抑制晶粒生長，減緩TiO2粒子間的團聚，提高相轉(zhuǎn)變溫度。
　　采用前軀體復合的方式合成了TiO2/ACF復合材料。紫外光照射下，以甲苯為模型物，TiO2/ACF復合材料對甲苯有較高的去除性能。在本研究所采用的條件下，ACF最佳使用尺寸為2×7.