La-Ce修飾二氧化鈦的制備及可見光催化性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，環(huán)境污染已成為困擾人類可持續(xù)發(fā)展的難題之一。最近幾年出現(xiàn)的霧霾天氣又為我國公民的生命健康敲響了警鐘，治理環(huán)境污染迫在眉睫。目前，世界各國都在為如何緩解環(huán)境污染投入了大量的人力物力。從上世紀(jì)七十年代開始，半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展給環(huán)境污染的治理帶來了新生。在眾多的半導(dǎo)體氧化物中，TiO2脫穎而出。因其具有氧化能力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)而成為了一種環(huán)境友好型光催化劑。但是它的兩點(diǎn)不足大大限制了其應(yīng)用，即只能被波長小于387

2、 nm的紫外光激發(fā)，并且光生載流子的復(fù)合速率較快。
　　在對二氧化鈦改性研究中發(fā)現(xiàn)，稀土金屬摻雜是較為有效和經(jīng)濟(jì)的手段。納米管鈦酸(Nanotube Titanic Acid，簡稱NTA)具有大的比表面積和較強(qiáng)的離子交換能力，而且脫水會(huì)生成帶有單電子氧空位的銳鈦礦二氧化鈦，因此被認(rèn)為是一種優(yōu)良的制備二氧化鈦的前驅(qū)體。本文的主要研究內(nèi)容是基于納米管鈦酸的優(yōu)良性質(zhì)和稀土金屬的特殊電子結(jié)構(gòu)，制備高活性的改性二氧化鈦光催化劑。
　　

3、首先以 NTA為鈦的前驅(qū)體制備了Ce修飾的二氧化鈦(CeOx/TiO2)。結(jié)果表明，CeOx/TiO2對亞甲基藍(lán)(MB)具有較高的可見光催化降解作用，降解率遠(yuǎn)大于商用的P25。其中樣品0.1％CeOx/TiO2的活性最好，其對對氯苯酚亦有較好的可見光催化降解作用。表征結(jié)果顯示，稀土金屬Ce以三價(jià)和四價(jià)氧化物的形式存在于二氧化鈦的表面，混合價(jià)態(tài)的氧化鈰利于光生電子的轉(zhuǎn)移；CeOx/TiO2在可見光區(qū)有明顯吸收且其比表面積要遠(yuǎn)大于P25，這