TiO2-粉煤灰漂珠光催化復合材料制備及稀土改性研究.pdf

1、TiO2因為具有高效、便宜、無毒、生物惰性等優(yōu)良特性，所以在最近幾年，其在半導體和光催化劑應用上成為了最有前途的材料，但是也存在太陽光下利用率低，不易回收等問題，所以如何制備出能夠解決上述問題的 TiO2光催化材料具有非常重要的意義。非金屬元素摻雜和稀土元素摻雜都能夠有效抑制光生電子與空穴的復合，有些離子摻雜還可以減小 TiO2的禁帶寬度，實現(xiàn)在可見光區(qū)的光響應。
　　本文以粉煤灰漂珠為載體，鈦酸四丁酯為鈦源，氧化鑭為鑭源，采用混

2、合泥漿法制備了TiO2/粉煤灰漂珠和La-TiO2/粉煤灰漂珠兩種光催化劑，采用SEM、EDS、XRD、FT-IR、XPS、分光光度計等測試手段對原料和所制備的復合材料進行了表征分析，以羅丹明 B為目標降解物對其光催化活性進行了研究。主要得出的結(jié)論如下：
　?。?）實驗所用粉煤灰漂珠的主要成分是莫來石、二氧化硅和方解石，其純度較高，僅含有少量的其他礦物組分，其中 SiO2和 Al2O3兩者的含量占75%以上，根據(jù)紅外光譜分析可知，

3、漂珠表面含有大量羥基，是作為載體的良好材料。
　?。?）TiO2負載量的增加有利于提高TiO2/粉煤灰漂珠的光催化性能，但是，負載量過多使得附著在漂珠表面的 TiO2呈蓬松狀態(tài)，在重復使用過程中容易脫落，導致光催化活性下降；XRD顯示粉煤灰漂珠表面負載的 TiO2為銳鈦礦型；FT-IR顯示負載的TiO2與漂珠沒有發(fā)生化學鍵合，只是以物理包裹的形式相結(jié)合。
　?。?）在煅燒溫度為600℃，煅燒時間3 h，鈦酸四丁酯為8.5 m

4、L、去離子水1.8mL、漂珠5g的條件下制備的TiO2/粉煤灰漂珠光催化劑的光催化性能最好，此時，理論上TiO2的負載量是28.57%，為最佳負載量。
　?。?）溶液pH增大，光催化活性增高，循環(huán)使用5次，對羅丹明B溶液降解率基本都保持在70%以上，在離子濃度為0.005mol/L時，HCO3-、SO42-、F-、NO3-和Cl-五種陰離子對光催化反應的速率均有所提高，其中，HCO3-對光催化反應的促進作用最明顯，隨著陰離子濃度的