胱氨酸與金屬共摻改性TiO2光催化性能研究.pdf

1、金屬-非金屬摻雜改性TiO2技術，是一種有效提高其量子效率、催化活性及拓展可見光利用范圍和提高光生電子-空穴分離效率的有效方法。本論文采用溶膠-凝膠法同步合成Ag/N-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/TiO2和Fe/N-C-S/TiO2四元素摻雜TiO2光催化劑，對摻雜改性的TiO2催化劑在可見光下降解甲基橙的光催化機理和摻雜機理進行深入的研究。
　　采用XPS、FT-IR、SEM、TEM、TG-DTA、XRD、BET、Ram

2、an、UV-vis、PL等表征方法對AgN-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/TiO2和Fe/N-C-S/TiO2進行表征分析。實驗表明:四種元素協(xié)同摻雜降低了TiO2晶粒尺寸，增大了TiO2的比表面積，增加銳鈦礦的比例，提高載流子的分離效率。其中，胱氨酸中N在禁帶中形成O-Ti-N鍵;C和S元素能取代晶格中的Ti4+形成CO32-和SO42-結構存在于帶隙間，N、C和S元素在TiO2的禁帶能級中產(chǎn)生雜質(zhì)能級，降低了激發(fā)能量，增加了羥

3、基含量，提高了TiO2對可見光吸收能力。適量的摻入貴金屬Ag、稀土金屬Ce和過渡金屬Fe，使金屬元素存在TiO2表面上或是晶格中，可以有效地捕獲了光生電子，從而能間接產(chǎn)生·O2-和·OH等活性物質(zhì)，有助于提高TiO2光催化活性。
　　當胱氨酸摻雜量摩爾比為4％，Ag摻雜摩爾比為0.75％，Ce摻雜摩爾比為1％，F(xiàn)e摻雜摩爾比為2％，煅燒溫度分別為350、350、400℃時，共摻雜的Ag/N-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/Ti