低溫水熱一步法制備AgTiO2、W-TiO2和(Ag,W)-TiO2及其表征.pdf

1、近十年,TiO2光催化材料因其安全性、穩(wěn)定性、高效性和低成本,在降解環(huán)境污染物領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。但銳鈦礦TiO2仍存在光子利用率低、光生電子空穴對復合迅速等缺點有待改善。
　　 銳鈦礦TiO2表面負載貴金屬,能形成Schottky勢壘;作為電子捕獲劑有效阻止光生電子空穴對的復合。過渡金屬摻雜可改變TiO2的晶體結(jié)構(gòu)和禁帶寬度寬度,影響光譜響應范圍。本文以提高TiO2光催化活性,制備同時對液相和氣相有良好適應性的光催化劑為目的,以

2、鈦酸正丁酯和金屬鹽為原料,在水溶液中,用低溫水熱一步法,制備了結(jié)晶態(tài)納米Ag負載、W摻雜和Ag/W雙元素負載/摻雜的銳鈦礦TiO2納米顆粒。通過掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、X光電子能譜、紫外-可見漫反射光譜和熒光光譜對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征,并通過光催化降解H2S氣體和亞甲基藍溶液,評價了光催化性能。分析了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌、負載/摻雜量與性能之間的關(guān)系,提出了低溫水熱一步法的反應機理。
　　 實驗結(jié)果顯示,(1)低溫水熱一步法

3、制備的Ag負載TiO2,與傳統(tǒng)的光還原沉積法不同,Ag為結(jié)晶態(tài)(通常光還原法得到的為非晶態(tài)),因此,更容易捕獲TiO2光生電子,抑制了TiO2光生電子和空穴復合,提高了對H2S的光催化降解性能;Ag、TiO2對H2S的吸附性能與Ag單質(zhì)含量成正比;光催化降解性能Ag=4.5 wt％時效果最好,為TiO2的3.1倍;(2)制備的W雜TiO2,W6+進入晶格替代Ti4+舢,形成WxTi1-xO2固溶體,有利于TiO2的熱穩(wěn)定性;對TiO2光

4、催化降解亞甲基藍有促進作用,W=3 wt％時光催化降解效果最好;(3)制備的Ag/W負載/摻雜TiO2,W6+進入晶格,結(jié)晶態(tài)納米Ag負載在表面,禁帶寬度為3.0eV,擴大了TiO2的光響應范圍;光催化降解亞甲基藍能力介于W/TiO2與Ag/TiO2之間,Ag/W最佳比例為1:2;光催化降解H2S能力高于TiO2;(Ag,W)/TiO2在同時具備良好的液相和氣相光催化降解性能方面具有潛力。
　　 低溫水熱一步法具備許多優(yōu)點。工藝