碳掺杂tio_光催化降解苯酚的研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------碳掺杂TiO_2光催化降解苯酚的研究2011年06月第38卷第3期doi：10．3969/j．issn．1004-275X．2011．03．003云南化工YunnanChemicalTechnologyJun．2011Vol．38，No．3·探索应用·碳掺杂TiO2光催化降解苯酚的研究陆金国，李惠娟，杨晓滔，康王生，张晓超，刘永梅，付（西南林业大学基础部，

2、云南昆明650224）惠摘要：用蔗糖溶液浸渍法制备碳掺杂改性二氧化钛（C/TiO2）光催化剂，考察催化剂在苯酚BET、UV/Vis漫反氧化降解反应中的活性，研究了焙烧温度、碳负载量等因素对活性的影响，以XRD、焙烧温度、炭的含量和粒径大小影响C/TiO2催化剂对射光谱等方法对催化剂进行表征。结果表明，150min苯酚的降解活性。其中当负载量为5%（mC/mTiO2），焙烧温度为500℃时，催化剂活性最高，后苯酚的降解率达90%，高于商品化的催化剂P25。关键词：光催化；二氧化钛；蔗糖；碳掺杂；苯酚O644．19—————————————————

3、—————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------文献标识码：A文章编号：1004－275X（2011）03-0009-06中图分类号：［1］自Fujishima等报道锐钛矿型TiO2光电水解制氢实验后，金属氧化物半导体光催化反应的研目前主要的研究方向有光解水制究迅速发展，合化［8］［9，10］［11］、、离子掺杂染料光敏化和层状结构［12］等。目前，对于金属离子

4、掺杂改性的研究表明金但属掺杂虽然能拓展TiO2响应波长至可见光区，紫外光区的光催化活性将有所损失，因此，非金属掺杂改性技术也开始受到关注［13］氢、光催化降解污染物、光催化合成等。酚类污染物广泛存在于工业废水中（如木材防腐剂、造纸工业及大量的生活废水）；毒性较大，其降解的被美国环保局（USPEA）列中——————————————————————————————————————--------------------------------------------------------------------------------------

5、----------间产物大多有毒有害，为主要污染物。TiO2性质稳定、无毒、催化活性高、对有机物降解完全、无二次污染，被普遍认为是最有应用前景的光催化剂。TiO2在苯酚降解方面也［5］有较多的研究和应用。蒋晓凤等以悬浆态TiO2为光催化剂，进行了苯酚溶液的动态紫外光催化降结果表明，TiO2用量1．0g/L，TiO2解性能的研究，焙烧温度450℃，循环流量20L/h，紫外光照反应5［2］［3］［4］。常用的非金属元素包括氮、硫、碳等。其中，碳物质的掺杂能抑制TiO2颗粒在高温下的烧结和相变，同时表面碳物质层有利于对水体中有机物的吸附，从而提高催

6、化剂活性［14］。此外，Lettermann等［15］认为表层覆盖的碳物质可作为光敏化剂，从而拓展催化剂的吸收光谱。碳物质与载体可以有三种作用方式：一是直接掺入TiO2晶体，通过填隙或取代氧［16］位改变TiO2晶体的性质；二是在载体表面形成物理吸附的碳物质层，从而引起吸收光谱和吸附——————————————————————————————————————-----------------------------------------------------------------------------------------------

7、-h，苯酚去除率为71．2%。李惠娟等用溶胶-凝以紫外光照射下的光催胶法制备了TiO2催化剂，化降解苯酚为模型反应，发现pH=5条件制备的催150min苯酚的降解率达70%。但化剂活性最好，是，由于锐钛矿型TiO2的禁带较宽，加上光生载流子容易复合，导致其光量子利用率很低。因此，通过改性技术提高光催化效率成为目前的研究热点。［7］目前主要的改性技术有贵金属沉积、半导体复［6］性的变化［17］；三是碳物质与载体成键，以化学吸［14］Janus附的形式存在，例如，等用TiO2与乙醇蒸汽在150～400℃下作用，制得化学吸附的C/TiO2材料，其中碳

8、与二氧化钛表面羟基结合形成C—H键。本文以廉价易得的蔗糖为碳源［14］，通过热处04-2605-16收稿：2011-接受：2011-基金项目：西南林业