納米TiO-,2-光催化劑的改性及固定化研究.pdf

1、本研究針對納米TiO<,2>光催化劑在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，致力于TiO<,2>光催化劑的改性研究及其固定化研究。采用復(fù)合半導(dǎo)體和金屬離子摻雜的改性手段對TiO<,2>光催化劑進(jìn)行改性。采用溶膠一凝膠制備工藝，通過浸漬一提拉法將光催化劑固定化。 本研究采用溶膠一凝膠工藝在玻璃表面成功的制備出均勻透明、負(fù)載牢固的TiO<,2>納米薄膜及改性TiO<,2>納米薄膜光催化劑。 系統(tǒng)研究了光催化改性的各種措施和影響因素，并分析了

2、作用機(jī)理。研究表明： SiO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜以紫外燈為激發(fā)光源時(shí)，使TiO<,2>光催化降解甲基橙的能力有所增強(qiáng)，能夠改善TiO<,2>薄膜的光催化活性。而以熒光高壓汞燈為光源時(shí)，其光催化活性低于TiO<,2>薄膜。SiO<,2>的摻入使得銳鈦礦晶粒變小，量子化效應(yīng)增強(qiáng)，吸附反應(yīng)物的能力增加，但同時(shí)造成吸收光譜藍(lán)移。 SnO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜的光催化活性在兩種光源下均明顯高于TiO<,2>薄

3、膜，尤其是在以可見光為主的光源照射下其光催化效率提高了34﹪。其作用機(jī)理為銳鈦礦和金紅石型(Sn，Ti)O<,2>固溶體形成了復(fù)合半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)，使得光生載流子得到有效分離，提高了載流子壽命。同時(shí)(Sn，Ti)O<,2>固溶體的結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生了中間能級，使得電子躍遷能量減小，吸收能譜發(fā)生紅移，對可見光的吸收強(qiáng)度增強(qiáng)。 摻入Fe<'3+>改善了SiO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜和SnO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜的光催化活性

4、。在SnO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜中摻入Fe<'3+>效果顯著。Fe<'3+>能夠淺能級捕獲光生電子或空穴，延長了光生載流子的壽命，從而提高光催化活性。 本研究將多種改性方法聯(lián)合使用，成功的制備了Fe<'3+>-SnO<,2>-TiO<,2>三元復(fù)合薄膜光催化劑，在以可見光為主的光源照射下，甲基橙的光催化降解率可達(dá)到89.65﹪，相對TiO<,2>薄膜提高了45﹪。有關(guān)Fe<'3+>-SnO<,2>-TiO<,2>三元復(fù)