二氧化鈦納米粒子的修飾及其性能分析.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,大量的廢物不斷排入自然界,嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命,因此,“三廢”問題就成了人們函待解決的問題。目前光催化氧化技術(shù)成為處理廢水污染的方法中最有前景的一種。光催化過程是通過光催化降解的方法,把有機(jī)污染物礦化分解為水,二氧化碳和無毒害的有機(jī)酸。半導(dǎo)體例如TiO2、ZnO、CdS等光催化劑一直用來光催化降解污染物,其中二氧化鈦具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,價廉易得,無毒等優(yōu)點(diǎn),但是也存在一些缺陷,二氧化鈦光催化劑的光生電子一空穴

2、對的再復(fù)合率高,量子效率偏低,光催化性能不突出。二氧化鈦(銳鈦礦型)的吸收帶隙為3.2 eV,其對應(yīng)的吸收波長為387nm,只能利用占太陽光譜范圍4％的紫外光部分,對太陽光的有效利用率低和較低的光量子效率是限制光催化實(shí)用化和工業(yè)化的主要原因。因此,對納米二氧化鈦的改性研究,降低催化劑的光生電子一空穴的復(fù)合率,提高其催化性能和對太陽光的利用率具有重大的研究意義。
　　 目前,人們在二氧化鈦光催化劑的改性上做了大量研究,研究表明,通

3、過對半導(dǎo)體二氧化鈦沉積貴金屬、摻雜離子、有機(jī)染料光敏化以及表面修飾處理等方法提高穩(wěn)態(tài)光降解量子效率及光催化性能。
　　 本文采用sol-gel法制備了納米氧化鈦(TiO2),并用鄰苯二甲酸(o-PTA)對TiO2進(jìn)行敏化修飾,得到了鄰苯二甲酸敏化納米氧化鈦(o-PTA/TiO2)催化劑。傅里葉變化紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射儀(XRD)、熒光發(fā)射光譜(FL)和紫外-可見漫反射光譜(DRS)等技術(shù)表征的結(jié)果顯示鄰苯二甲酸已被

4、成功地修飾到TiO2表面,促使TiO2的電子.空穴對發(fā)生分離,有效地降低了它們的載流子的復(fù)合幾率。
　　 以羅丹明B(RhB)為催化降解目標(biāo)物,采用紫外/可見光譜(UV-Vis)法和熒光光譜(FL)法以及高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS)對催化降解RhB的產(chǎn)物進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,在可見光下TiO2催化降解RhB時,是直接礦化RhB；同條件下o-PTA/TiO2催化降解RhB時,是分步降解。對兩種光催化路徑的探究,可以為光催