二氧化钛光催化剂的制备和改性研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文摘要半导体多相光催化氧化作为高级氧化技术之一，能处理多种污染物，适用范围广，特别对生物难降解有机污染物具有很好的氧化降解作用，是非常有应用前景的环境污染治理技术。Ti也是良好的半导体光催化剂，具有良好的光电特性、化学性能稳定、价格低廉、无毒等特征，但只有波长小于387nm的紫外线照射，光催化反应才能进行。已有的研究证明：对Ti02进行掺杂和修饰可提高其对太阳光特别是在可见光区的吸收效率。本论文研究Ti也光催化剂的制备、掺杂、负载方法，对其进行了表征和催化活性评价。研究了溶胶一凝胶法、溶胶一燃烧法、溶胶一乳

2、化一燃烧法、硬脂酸法制备Ti02光催化剂。在紫外光照射下光催化性能最好的是硬脂酸法所制备的Ti仉光催化剂。硬脂酸法制备的TiO。光催化剂中金红石相占62％，混晶效应最好，光催化活性接近于Degussa公司生产的P25。采用溶胶一凝胶法、溶胶一燃烧法制备了Fe”x／Znoyli0。纳米粉体。用溶胶一燃烧法制备的1％Fe／20％zno_TiO：催化剂的光催化性能最好。在太阳光照射1h后，光催化剂对甲基橙溶液降解达到99％以上。用硬脂酸法制备了ZnFe204一Ti0：纳米粉末。1．5％ZnFe。OcTi02纳米粉体在太阳光照射40mi

3、n后，对甲基橙的降解率达98．8％，但在紫外光照射下光催化活性不高。采用溶胶一凝胶法制备了L矿、ce“、Eu”单掺杂及L矿+Eu”、Ce“+Eu“共掺杂TiO：纳米光催化剂。L矿、Eu”掺杂的Ti0：光催化活性有明显改善，Ce“掺杂对Ti02光催化活性影响不明显；1％La+1％Eu共掺杂光催化剂在太阳光照射50rain后，对甲基橙的降解率达98．5％。采用溶胶一燃烧法制备1％La3++1％Eu3+共掺杂纳米TiO：粉体在太阳光照射50rain后。对甲基橙的降解率达99％，同样在紫外光照射下光催化活性不强。负载型Ti02光催化剂复

4、合材料是未来TiO：纳米光催化研究领域的重要发展方向。本研究以钛酸丁酯为前驱体，用溶胶一燃烧法制备TiO。粉体催化剂；以六偏磷酸钠为分散剂，用振荡和离心分离法提纯的凹凸棒石为载体。通过200℃干燥混合的凹凸棒石与TiO：粉体悬浮液，制备凹凸棒石／Ti02粉体。XRD对粉体进行表征，结果表明：Ti02颗粒具有锐钛矿结构和金红石结构，凹凸棒石：Ti02约6：I。以甲基橙为降解对象，在太阳光下做光催化活性实验，实验结果表明：加入19凹凸棒石／Ti02粉体时光催化活性最高，120min后可达到98．9％。关键词：Fea+／ZnO-TiO

5、,催化剂；La～E，共掺杂纳米Ti02；凹凸棒石／Ti0：粉体；光催化活性；甲基橙；AbstractHeterogeneousphotocatalyticoxidationbysemiconductorcatalystisoneofafewadvancedoxidationprocesses．Duetohighoxidationpotentialforthespeciessuchashydroxylradials(·OH)generatedfromirradiatedcatalyst，recalxitrantandtoxicpo

6、llutantscanbeefficientlydecompodedtoHeO，C02．Titaniumdioxide(Ti02),especiallyitsanatasephase，isoneofthemostpromisingphotocatalystsbecauseofitshi曲photocatalyticactivity，hi曲chemicalstability，lowcostandnon-toxicity．However，theapplicationofanataseonlylimittoUV(wavelength<

7、387nm)photocatalysis．ItisofgreatsignificancetoendowTi02photocatalystwithavisible—lightresponse．Thus，thesolarenergyCanbeutilizedasthelightSOUrceinphotocatalyticreaction．SincelastdecadeTi02hasbeenendowedwithvisible—lightresponsebydopingwithsometransitionmentalionsormen

8、taloxide．Unfortunately，therearesomedisadvantagesfor啊02dopingwithmentalions，includingthermalinstabilityandeasinessfromcarriercharger