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《掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、云南大学学报(自然科学版),2005,27(5A):452～456CN53-1045/NISSN0258-7971JournalofYunnanUniversityX掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响11211邸云萍,徐利华,张文丽,张 菡,程 科(11北京科技大学无机非金属材料系,北京 100083;21河北理工大学,河北唐山 063009)摘要:采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜和金属锡离子掺杂的锐钛矿与金红石混晶型纳米TiO2薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外
2、-可见分光光度计对合成的薄膜进行表征.研究了掺杂锡离子对TiO2薄膜吸收光谱及光催化活性的影响,结果表明:掺杂锡离子使得TiO2薄膜对入射光的吸收带边发生红移;适量掺杂锡离子能够显著地提高TiO2薄膜的光催化活性.并探讨了镀膜层数对薄膜光催化活性的影响,发现对于掺杂不同浓度锡离子的TiO2薄膜均有其对应的最佳膜层数.关键词:纳米TiO2薄膜;掺杂锡离子;光吸收;光催化活性中图分类号:TB383;X70315文献标识码:A文章编号:0258-7971(2005)5A-0452-05 半导体光催化氧化技术由于具有效率高、能耗纯,
3、天津市医药公司),硝酸HNO3(68%,唐山市丰低、操作简便、反应条件温和、适用范围广和可减少润化学试剂厂),甲基橙C14H14O3N3SNa(分析纯,二次污染等突出优点而成为化学、环境、材料领域天津市医药公司).的研究热点.半导体二氧化钛更是由于其光催化活112 纳米TiO2光催化薄膜的制备 n(Ti性高、化学稳定性高、安全无毒以及成本低廉等优(OC4H9)4)∶n(C2H5OH)∶n(C5H8O2)∶n(H2O)∶点被认为是最具开发前途的环保型光催化材料.纳n(HNO3)=1∶2615∶2∶2∶0108,按照此摩尔配比制米
4、TiO2薄膜既具有固定催化剂的优点,又由于其备TiO2镀膜溶胶.量取所需量的Ti(OC4H9)4,尺寸细化而具有纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸C5H8O2和1/3总体积的C2H5OH配制成溶液A,效应、表面与界面效应、量子限域效应等许多传统量取所需量的H2O,HNO3和2/3总体积的材料所不具备的特殊性能而被广泛用于光催化反C2H5OH配制成溶液B,将溶液A和溶液B强烈搅[1]应.但从其光催化效率看,还存在光生载流子复拌混合均匀.控制温度为30℃,将溶液A滴加到合率高、不能被可见光激发等缺点.为提高纳米二溶液B中,磁力搅拌3h
5、后将形成的均匀透明的溶氧化钛的光催化活性,人们采取了多种手段对其进胶在室温陈化数天.往溶液B中分别加入不同量行改性,其中金属离子掺杂被认为是一种有效手的SnCl4·5H2O,即可得到不同摩尔比的锡离子掺段,但人们对掺杂改性的机理还未达成共识,有必杂的均匀透明TiO2溶胶,锡离子掺杂摩尔分数分[2]要对其做进一步研究.本文研究了掺杂锡离子别为0157%,1171%,2185%,3199%,5113%,对纳米二氧化钛薄膜紫外-可见光吸收的影响及5170%,7142%,8156%,11141%和17111%.以洁对其光催化活性的影响
6、.净的载玻片(1cm×6cm)和玻璃管(1cm×215cm)作为基体,采用浸渍-提拉法制备薄膜,提拉1 实验部分速度为4cm/min,湿膜在室温下放置5min,再在111 原料与试剂 钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4(化学真空干燥箱中100℃下干燥10min而成为凝胶纯,天津化学试剂一厂),乙酰丙酮C5H8O2(分析膜,取出在室温冷却5min,继续镀制下一层膜.重纯,天津化学试剂一厂),无水乙醇C2H5OH(分析复上述操作制备多层薄膜.镀完最后一层膜后,放X收稿日期:2005-09-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(503
7、32010,50172008);国家科技攻关资助项目(2003BA612-18)作者简介:邸云萍(1977-),女,河北人,在读博士,主要从事生态纳米无机材料的研究.©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第5A期 邸云萍,等:掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响453入60℃的真空干燥箱中干燥.然后在高温电炉中2 结果和讨论以2℃/min的速率升温到500℃下保温2h,在炉内自然冷却至室温,即可得到纯TiO2薄膜和
8、掺杂211 薄膜物相分析 采用与薄膜同条件下制备的锡离子的TiO2薄膜光催化剂.粉体进行XRD物相分析,确定TiO2的晶相结构.镀膜后剩余溶胶干燥形成凝胶,研磨后在高温由谢乐公式估算TiO2晶粒的大小,即D=kλ/电炉中500℃下热处理2h,获得纯TiO2和掺锡(βcosθ)
