tio,2的掺杂改性及bi(nb)ocl体系光催化剂的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文TiO<,2>的掺杂改性及Bi（Nb）OCl体系光催化剂的研究姓名：朱蕾申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：上官文峰;袁坚20090305上海交通大学毕业设计（论文）学术诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取的的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：朱蕾日期：2009年3月5日上海交通大

2、学毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计（论文）。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。√（请在以上方框内打“√”）作者签名：朱蕾指导教师签名：上官文峰日期：2009年3月5日日期：2009年3月5日TiO2的掺杂改性及Bi(Nb)OCl体系光催化剂的研究摘要本文致力于提高纳米TiO2的光催

3、化活性、揭示掺杂改性的作用机理。针对目前光催化技术应用中存在的诸如TiO2光催化量子效率低、吸收利用波长范围有限等问题，使用过渡金属离子和稀土元素通过湿溶液浸渍法对纳米TiO2进行了掺杂改性研究，采用X-射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、BET比表面分析仪(BET)等测试手段对各种改性纳米TiO2进行物性表征。通过降解溶液中的染料罗丹明B对掺杂离子的改性效果进行了评价。此外，本文对UV/TiO2悬浮体系降解溶液中的染料罗丹明B的性质进行研究，考察光催化降解速率的影响，同时对其降解动力学方程进行了研究。在此基础上

4、，本文还研究了Bi基光催化材料BiOCl和Bi4NbO8Cl，讨论了可见光降解活性和作用机理。在纳米TiO2离子掺杂改性方面，考察了掺杂离子的种类、掺杂离子量、煅烧温度等因素对TiO2的晶型结构以及光催化活性的影响。实3+2+2+验结果表明，过渡金属中Fe、Cu、Ni三种离子的掺杂都使得TiO22+2+的光催化活性降低，Zn的掺杂使得TiO2的光催化活性提高，当Zn掺杂量为1.5%（原子摩尔比），于500℃下煅烧5小时的TiO2光催化活3+性最高。稀土元素La的掺杂量为0.6%（原子摩尔比），于500℃下煅烧5小时的TiO2光催化活性

5、最高。1在染料降解方面，研究了染料的初始量、催化剂的加入量、溶液的酸度等因素对罗丹明B的降解速率的影响，结果表明，在本试验条件下，50ml的溶液中以加入0.1g催化剂和0.5mg染料有最佳的降解效果，而溶液适宜的酸度为pH=4左右。通过LangmuirHinshelwood(L-H)模型推导出染料降解的动力学方程。具有层状结构的Bi基氧氯化物BiOCl和Bi4NbO8Cl，两者在可见光下均可以使罗丹明B降解，且具有高的降解活性。但两者的反应机理不同，BiOCl是染料光敏化机制，Bi4NbO8Cl是光催化机制。Bi(Nb)OCl体系催化

6、剂是一类值得进一步研究、且有应用前景的可见光响应型光催化剂。关键词TiO2，掺杂改性，光催化活性，染料罗丹明B，BiOCl，Bi4NbO8Cl2RESEARCHONDOPINGOFNANO-TiO2ANDPHOTOCATALYSTSOFBi(Nb)OClABSTRACTThispaperaimedatenhancingthephotoactivityofnano-TiO2,disclosingthenatureofeffectsofdopingonnano-TiO2.Accordingtothecurrentproblemssucha

7、slowquantumefficiency,limitedavailablewavelengthrang,resultedfromthepracticalusingofphotocatalysis,nano-particlesofTiO2dopedwithvarioustransitionmetalionsandrareearthmetalionswerepreparedthroughwetimpregnationmethod.DopedandpureTiO2sampleswerecharacterizedbyX-raydiffrac

8、tion(XRD),BETsurfaceareameter(BET),UV–Visdiffusereflectionspectra(UV-Vis).Theinfluenceofiondopingtothephotoact