納米TiO-,2-摻雜改性及光催化活性的研究.pdf

1、目前，環(huán)境日益惡化，環(huán)境保護(hù)越來越受到人們的關(guān)注，環(huán)保呼聲越來越高。一些傳統(tǒng)的有機(jī)廢水處理方法帶來的弊端越來越不可忽視，如副產(chǎn)物較多，后處理復(fù)雜，帶來二次污染等，其局限性日益顯著。TiO2光催化氧化技術(shù)因其具有能耗低、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便、可減少二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)而日益受到重視。 本文以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，采用溶膠－凝膠法制備納米級(jí)的TiO2粉體材料和玻璃負(fù)載的納米TiO2薄膜材料，重點(diǎn)研究了加水量和加乙醇量對(duì)凝膠時(shí)間和納米Ti

2、O2光催化活性的影響以及焙燒溫度對(duì)于納米TiO2粒子的粒徑大小及晶相組成的影響。實(shí)驗(yàn)表明，合適的制備條件是：n(Ti(Obu)4):n(H2O):n(C2H5OH): n(CH3COOH)=1:4:14:7；焙燒溫度為550℃；焙燒時(shí)間為1小時(shí)。 納米TiO2的晶型結(jié)構(gòu)與其焙燒溫度有很大關(guān)系，隨著焙燒溫度的上升，納米TiO2的晶型結(jié)構(gòu)由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變。在550℃下，納米TiO2中銳鈦礦型與金紅石型比例為8:2。

3、 本文選擇金屬離子Fe3＋和Pb2+以不同的物質(zhì)的量之比對(duì)TiO2進(jìn)行摻雜，研究催化劑的摻雜改性。實(shí)驗(yàn)表明，合適的摻雜比例為Fe3+:Ti為0.05％，Pb2+:Ti為0.75％，合適的焙燒溫度分別為550℃和650℃。對(duì)亞甲基藍(lán)光催化降解實(shí)驗(yàn)表明，摻雜后的TiO2的光催化活性比未摻雜的有了提高。初步探討了納米TiO2的摻雜機(jī)理和光催化反應(yīng)機(jī)理。 以玻璃為載體，采用溶膠凝膠法制備納晶多孔TiO2薄膜，通過過渡元素Fe3+的摻雜，

4、提高光催化吸收波長(zhǎng)。采用AFM、XRD等技術(shù)，考察Fe3+摻雜后對(duì)TiO2晶型結(jié)構(gòu)和光催化活性的影響，結(jié)果表明在相同制備條件下?lián)诫s使TiO2晶型由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變的溫度降低，經(jīng)AFM分析，摻雜使TiO2粒徑增大，苯酚水溶液的光催化氧化分解反應(yīng)結(jié)果表明，摻雜后的TiO2的光催化活性有所提高。 以亞甲基藍(lán)為降解對(duì)象，研究了影響亞甲基藍(lán)光催化降解的幾個(gè)因素：催化劑用量、光照時(shí)間、亞甲基藍(lán)溶液初始濃度和通氣速率。合適的反應(yīng)條件是：