Co、Ce 共掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能

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1、第5卷第4期336中国科技论文在线SciencepaperOnline2010年4月Co、Ce共掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能陈娜娜，吴玉程，宋林云，朱绍峰，黄新民（合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009）摘要：以钛酸丁酯为原料，Co和Ce为掺杂剂，在室温下采用水解沉淀法制备共掺杂纳米TiO2光催化剂。采用XRD、TEM对其组织结构进行表征，并研究不同掺杂量和焙烧温度对TiO2光催化剂光催化性能的影响，确定了Co和Ce的最2-1佳掺杂量和最佳热处理温度。结果表明：介孔(Co，Ce)-TiO2

2、光催化剂晶粒尺寸约为20.4nm，比表面积为97.442m·g。当Co与TiO2的摩尔比r(Co)/r(TiO2)=0.1、Ce与TiO2的摩尔比r(Ce)/r(TiO2)=0.05时，(Co,Ce)-TiO2复合体系在500℃下焙烧的光催化活性最好，甲基橙分解率可达90%。关键词：纳米粉体；二氧化钛；钴；铈；掺杂；光催化性能中图分类号：TB383文献标志码：A文章编号：1673－7180(2010)04－0336－5PreparationandphotocatalysitcactivityofCo-Cec

3、odopednanoTiO2powderChenNana，WuYucheng，SongLinyun，ZhuShaofeng，HuangXinmin(SchoolofMaterialsScienceandEngineeringHefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Co-CecodopednanoTiO2photocatalystwaspreparedbyahydrolysisprecipitationmethodwithTi(Obu)4a

4、stherawmaterialatroomtemperature.ItsmorphologyandmicrostructurewerecharacterizedbyXRDandTEM.Theeffectofdopingrateandroastingtemperatureonitsphotocatalysticactivitywasalsostudied.Thebestdopingrateandroastingtemperaturewereobtained.Theresultshowsthatthemesop

5、orous(Co,Ce)-TiO2powdersizeisabout20.4nmandithaslarge2-1specialsurfaceareaof97.442m·g.WhenthemolarratiosofCoandCetoTiO2are0.1and0.05respectivelyandtheroastingtemperatureis500℃,the(Co,Ce)-TiO2hasthebestphotocatalysticactivity,andthedegradationrateofmethylor

6、angeisupto90%.Keywords:nanopowder；titaniumdioxide；cobalt；cerium;doping；photocatalyticproperties[7]随着近代工业的发展，污染问题已成为普遍关注的利用太阳光，限制了其实际应用。为了提高TiO2的光世界性问题，污染治理更是迫在眉睫。TiO2光催化剂是吸收能力，人们通过过渡金属离子掺杂、贵金属表面沉[8-9]一种能直接利用空气中的氧和太阳能降解污染物的绿积、半导体复合和表面光敏化等方法对其进行修饰。色氧化技术，几乎能氧

7、化所有有机污染物，并且不产生本文采用水解沉淀法制备共掺杂金属Co和稀土Ce[1-5]二次污染，因此TiO2光催化剂被认为是一种极有前的纳米TiO2光催化剂，对其组织形貌进行了表征。以[4,6]途的有机污染物深度净化技术。但是，TiO2带隙较甲基橙为目标降解物，测定了样品的光催化性能，并研宽(3.2eV)，仅能吸收387nm以下的紫外光，难以有效究了离子掺杂对TiO2组织结构和光催化性能的影响。收稿日期：2010-01-05基金项目：国家自然科学基金资助项目(20571022)；高等学校博士学科点专项科研基金

8、资助项目(20060359011)作者简介：陈娜娜(1985－)，女，硕士研究生，主要研究方向：纳米材料与纳米结构通信联系人：吴玉程，教授，主要研究方向：纳米表面工程，ycwu@hfut.edu.cn第5卷第4期2010年4月Co、Ce共掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能3371实验图1是500℃烧结1h后的(Co,Ce)-TiO2颗粒的TEM图。从图中可以看出其孔隙约为6nm左右，TiO21.1样品制备颗粒尺