鉬鈦氧化物的合成及其可見光催化研究.pdf

1、化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展導(dǎo)致工業(yè)廢水與日俱增，廢水的不當(dāng)處理與排放問題會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。光催化降解法作為廢水處理的新方法，具有運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、無二次污染等特點(diǎn)。但是，光催化材料一直存在光能利用率低和量子效率低的問題，所以提高可見光的利用率和量子效率一直是光催化技術(shù)的研究目標(biāo)。本論文通過對(duì)已有材料(P25)進(jìn)行改性并合成了兩種新材料，降低了光催化材料的帶隙能，提高了對(duì)可見光的吸收，來達(dá)到光催化活性的目的。
　　三氧化鉬由于其帶隙

2、能比TiO2的帶隙能小，Mo6+與Ti4+的離子半徑接近等特點(diǎn)，已被很多研究者用來改性TiO2的表面性質(zhì)或摻雜到TiO2的晶格內(nèi)。本文利用等體積浸漬法，將不同質(zhì)量的MoO3負(fù)載到P25上。另外，用不同質(zhì)量的檸檬酸對(duì)MoO3改性的P25進(jìn)行后改性。對(duì)上述樣品，在可見光下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了XRD、Raman、UV-Vis等表征。結(jié)果表明，隨著MoO3與P25的質(zhì)量比的增大，樣品的光催化活性表現(xiàn)出先升高后降低的規(guī)律，分析這與MoO3

3、在P25表面的粒子尺寸、分布和表面酸性等原因有關(guān);檸檬酸對(duì)不同樣品的改性效果不同，分析原因包括樣品粒徑、帶隙能和復(fù)合率的變化。
　　氧化鉬材料作為催化劑，在很多方面有優(yōu)異的性能，而納米氧化鉬材料由于具有小尺寸效應(yīng)、高反應(yīng)活性和表面效應(yīng)等特點(diǎn)，更引起了研究者的廣泛興趣。本文采用溶劑熱法合成了Ti摻雜的MoO2，標(biāo)記為Ti-MoO2。對(duì)Ti-MoO2進(jìn)行了XRD、XPS、UV-Vis等表征，并且在可見光下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)。通過XRD

4、可以基本確定Ti-MoO2與MoO2的晶型相符。通過XPS可以確定，在Ti-MoO2表面存在Ti4+、Mo4+、Mo5+和Mo6+;再結(jié)合XRF數(shù)據(jù)推測(cè)Mo原子富集在樣品表面。通過UV-Vis可知，Ti-MoO2對(duì)可見光有較強(qiáng)的吸收，并通過公式計(jì)算Ti-MoO2的帶隙能為1.94 eV。Ti-MoO2降解亞甲基藍(lán)的假一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)是P25的2.5倍。
　　采用水熱法合成了Ti摻雜的Mo8O23，標(biāo)記為Ti-Mo8O23。對(duì)Ti-

5、Mo8O23，進(jìn)行了XRD、XPS、UV-Vis等表征，并且在可見光下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)。通過XRD可以基本確定Ti-Mo8O23與Mo8O23的晶型相符。通過XPS可以確定，在Ti-Mo8O23表面存在Ti4+、Mo6+和一定量的低價(jià)鈦物種;結(jié)合ICP結(jié)果推測(cè)Mo原子富集在樣品表面。通過UV-Vis可知，Ti-Mo8O23對(duì)可見光有較強(qiáng)的吸收，并通過公式計(jì)算Ti-Mo8O23的帶隙能為2.63 eV。Ti-Mo8O23降解亞甲基藍(lán)的假