钼钛氧化物的合成及其可见光催化研究

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1、硕士学位论文钼钛氧化物的合成及其可见光催化研究Synthesisofmolybdenumtitaniumoxidesandthephotocatalyticperformanceundervisiblelight作者姓名：杨华博学科、专业：篚遮丝王学号：21007378指导教师：王塞态熬援完成日期：2013．06大连理工大学DalianUniversityofTechn0109y大连理工大学学位论文独创性声明II[11IfIllIlllJIfJ089作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究

2、工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处。本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：塑丛氢垡塑数佥盛丞基亘星当堡垡婴窒作者签名：删日期：丝!三年—兰月j羔日大连理工大学硕士学位论文摘要化学工业的飞速发展导致工业废水与日俱增，废水的不当处理与排放问题会导致严重的环境污染。光催化降解法作为废水处理的新方法，具有运

3、行稳定、处理效果好、无二次污染等特点。但是，光催化材料一直存在光能利用率低和量子效率低的问题，所以提高可见光的利用率和量子效率一直是光催化技术的研究目标。本论文通过对已有材料(P25)进行改性并合成了两种新材料，降低了光催化材料的带隙能，提高了对可见光的吸收，来达到光催化活性的目的。三氧化钼由于其带隙能比Ti02的带隙能小，M06+与Ti4+的离子半径接近等特点，己被很多研究者用来改性Ti02的表面性质或掺杂至UTi02的晶格内。本文利用等体积浸渍法，将不同质量的M003负载至UP25上。另外，用不同质量的柠

4、檬酸对M003改性的P25进行后改性。对上述样品，在可见光下进行光催化降解实验，并进行了XRD、Raman、UV．Vis等表征。结果表明，随着M003与P25的质量比的增大，样品的光催化活性表现出先升高后降低的规律，分析这与M003在P25表面的粒子尺寸、分布和表面酸性等原因有关；柠檬酸对不同样品的改性效果不同，分析原因包括样品粒径、带隙能和复合率的变化。氧化钼材料作为催化剂，在很多方面有优异的性能，而纳米氧化钼材料由于具有小尺寸效应、高反应活性和表面效应等特点，更引起了研究者的广泛兴趣。本文采用溶剂热法合成

5、了Ti掺杂的M002，标记为Ti．M002。对Ti．M002进行了XRD、XPS、UV-Vis等表征，并且在可见光下进行光催化降解实验。通过XRD可以基本确定Ti．M002与M002的晶型相符。通过XPS可以确定，在Ti．M002表面存在Tr、M04+、M05+和M06+；再结合XRF数据推测Mo原子富集在样品表面。通过UV．Vis可知，Ti-M002对可见光有较强的吸收，并通过公式计算Ti-M002的带隙能为1．94eV。Ti-M002降解亚甲基蓝的假一级反应速率常数是P25的2．5倍。采用水热法合成了Ti

6、掺杂的M08023，标记为Ti-M08023。对Ti．M08023，进行了XRD、XPS、UV．Vis等表征，并且在可见光下进行光催化降解实验。通过XRD可以基本确定Ti．M08023与M08023的晶型相符。通过XPS可以确定，在Ti．M08023表面存在Ti4+、M06+和一定量的低价钛物种；结合ICP结果推测Mo原子富集在样品表面。通过UV．Vis可知，Ti．M08023对可见光有较强的吸收，并通过公式计算Ti．M08023的带隙能为2．63eV。Ti．M08023降解亚甲基蓝的假一级反应速率常数是P2

7、5的2倍。Ti．M08023的带隙能较大，量子效率低，是光催化效果不理想的主要原因。关键词：二氧化钛：光催化：改性：氧化钼：X．射线光电子能谱钼钛氧化物的合成及其可见光催化研究SynthesisandphotocatalyticperformanceofmolybdenumtitaniumoxideundervisiblelightAbstractTherapiddevelopmentofthechemicalindustryledtotheincreasingindustrialwastewater．imp

8、roperdisposalofwastewaterandemissioascancaBseserioUSenvironmentalpollution．Asanewmethodofwastewatertreatmerit，photocatalyticdegradationmethodhasadvantagesonstableoperation，goodeffect，nosecondarypolluti