不同氣氛中焙燒制備的氮-鉑(共)修飾改性TiO2的可見(jiàn)光催化研究.pdf

1、在光催化領(lǐng)域里,二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體是一種最具應(yīng)用前景的催化劑。但因其具有較大的禁帶寬度(3.0-3.2eV),不能吸收利用太陽(yáng)光中占絕大比例的可見(jiàn)光部分,因此,TiO2的可見(jiàn)光修飾改性研究成為熱點(diǎn),外來(lái)原子的摻雜是獲取TiO2可見(jiàn)光活性的一種有效途徑。本文以具有一維管狀結(jié)構(gòu)的納米管鈦酸(NTA)為前驅(qū)體,在不同的氣氛中焙燒制備了非金屬元素N、金屬元素Pt修飾改性的TiO2,并以丙烯作為目標(biāo)污染物檢測(cè)了樣品的可見(jiàn)光催化活性。具體研

2、究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)以NTA為前驅(qū)體,尿素為氮源,分別在氮?dú)馀c空氣氣氛中焙燒制備了N摻雜改性TiO2樣品。在不同的焙燒條件下制備的N-TiO2中,氮的存在形態(tài)與摻雜量不同,進(jìn)而造成可見(jiàn)光催化降解丙烯活性的差異。經(jīng)過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表征與分析后,我們認(rèn)為焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的束縛單電子氧空穴(SETOV)會(huì)在TiO2的價(jià)帶與導(dǎo)帶間引入局域能級(jí),是其可見(jiàn)光吸收的根本原因,少量以間隙態(tài)(Ti-O-N)摻雜進(jìn)入晶格的N可有效抑制可見(jiàn)光光生載流

3、子的復(fù)合。
　　(2)通過(guò)以NTA、P25為前驅(qū)體,在氮?dú)?、空氣氣氛?不同溫度下焙燒制備了相應(yīng)的Pt-TiO2樣品,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示不同條件下制備的Pt-TiO2樣品表現(xiàn)出不同的可見(jiàn)光催化降解丙烯的活性。Pt-TiO2樣品的可見(jiàn)光催化活性與Pt的存在價(jià)態(tài)相關(guān):Pt2+離子摻雜對(duì)樣品的可見(jiàn)光催化活性起促進(jìn)作用,以Pt2+離子摻雜的Pt-TiO2一般表現(xiàn)出良好的降解丙烯活性;Pt4+離子摻雜、Pt0擔(dān)載對(duì)樣品的可見(jiàn)光催化活性起抑制作用,

4、相應(yīng)的樣品一般沒(méi)有可見(jiàn)光催化活性。
　　(3)以NTA為前驅(qū)體,以尿素為N源,氯鉑酸為鉑源,在氮?dú)夂涂諝鈿夥罩?、不同溫度下焙燒制備了一系列NPt-TiO2樣品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)NPt-TiO2樣品中氮、鉑元素的存在形態(tài)與相同焙燒條件下制備的N-TiO2和Pt-TiO2的元素修飾狀態(tài)相同,說(shuō)明作為氮源與鉑源的尿素、氯鉑酸在焙燒摻雜時(shí),作為兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程,彼此之間沒(méi)有造成相互影響;而對(duì)比兩種催化劑的可見(jiàn)光降解丙烯活性,NPt-TiO2