胱氨酸與金屬共摻改性TiO2光催化性能研究.pdf

1、金屬-非金屬摻雜改性TiO2技術(shù)，是一種有效提高其量子效率、催化活性及拓展可見光利用范圍和提高光生電子-空穴分離效率的有效方法。本論文采用溶膠-凝膠法同步合成Ag/N-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/TiO2和Fe/N-C-S/TiO2四元素?fù)诫sTiO2光催化劑，對摻雜改性的TiO2催化劑在可見光下降解甲基橙的光催化機(jī)理和摻雜機(jī)理進(jìn)行深入的研究。
　　采用XPS、FT-IR、SEM、TEM、TG-DTA、XRD、BET、Ram

2、an、UV-vis、PL等表征方法對AgN-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/TiO2和Fe/N-C-S/TiO2進(jìn)行表征分析。實(shí)驗(yàn)表明:四種元素協(xié)同摻雜降低了TiO2晶粒尺寸，增大了TiO2的比表面積，增加銳鈦礦的比例，提高載流子的分離效率。其中，胱氨酸中N在禁帶中形成O-Ti-N鍵;C和S元素能取代晶格中的Ti4+形成CO32-和SO42-結(jié)構(gòu)存在于帶隙間，N、C和S元素在TiO2的禁帶能級(jí)中產(chǎn)生雜質(zhì)能級(jí)，降低了激發(fā)能量，增加了羥

3、基含量，提高了TiO2對可見光吸收能力。適量的摻入貴金屬Ag、稀土金屬Ce和過渡金屬Fe，使金屬元素存在TiO2表面上或是晶格中，可以有效地捕獲了光生電子，從而能間接產(chǎn)生·O2-和·OH等活性物質(zhì)，有助于提高TiO2光催化活性。
　　當(dāng)胱氨酸摻雜量摩爾比為4％，Ag摻雜摩爾比為0.75％，Ce摻雜摩爾比為1％，F(xiàn)e摻雜摩爾比為2％，煅燒溫度分別為350、350、400℃時(shí)，共摻雜的Ag/N-C-S/TiO2、Ce/N-C-S/Ti