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，

2、康王生，张晓超，刘永梅，付（西南林业大学基础部，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P2

3、5。关键词：光催化；二氧化钛；蔗糖；碳掺杂；苯酚O644．19——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------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

4、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，

6、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，

7、从而引起吸收光谱和吸附——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------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

8、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