W-C-N掺杂纳米二氧化钛的制备和光催化性能.pdf

《W-C-N掺杂纳米二氧化钛的制备和光催化性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第4期(总第112期)塑料助剂w—C—N掺杂纳米二氧化钛的制备和光催化性能周忠诚刘梅芳舒万艮阮建明(中南大学粉末冶金研究院，长沙，410083)摘要采用溶液燃烧法制备了W—C—N掺杂的纳米二氧化钛。通过X一射线衍射(XRD)，透射电子显微镜(TEM)，x射线光电子能谱(XPS)、红外光谱等对样品进行表征；XPS的结果表明成功的实现了W、C、N的共掺杂。XRD结果表明所制备的掺杂二氧化钛主要为锐钛矿型，晶粒尺寸在9～15nm。TEM的结果表明所制备的二氧化钛粒径分布在30～180nm。对水溶液中甲基

2、蓝在直接阳光下的降解实验表明所制备的掺杂纳米二氧化钛比DegssaP一25表现出更好的光催化活性。关键词二氧化钛掺杂光催化doi：10．3969／j．issn．1672—6294．2015．04．006PreparationandPhotocatalysisPropertiesofW—C—NDopingNanoTiO2ZhouZhongchengLiuMeifangShuWanyinRuanJianming(StateKeyLaboratoryforPowerMetallurgy，CentralSouthU

3、niversity，Changsha，410083)Abstract：W—C—NdopedTiO2werepreparedbysolutioncombustionsynthesis(SCS)method．ThesampleswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，transmisssionelectronmicroscopy(TEM)，X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)andFouriertransforminfraredspec

4、troscopy(FUR)．XtX3confirmedthatW／C／NweredopedsuccessfullyandXRDshowedthedopedTiO2weremainlyanataseandtheircrystallinegrainwereamong9～15nm．Theirparticlesizewereamong30～50nmbyTEM．Degradationofmethyleneblueinaqueoussolu-tionunderdirectsunlightindicatedthebett

5、erperformanceofthesynthesizedcatalyststhanDegussaP一25．Keywords：titaniumdioxide；doping；photocatalytic．纳米二氧化钛是一种化学稳定性、热稳定性制备成本高，不利于在工业废水处理中推广使用。高，无毒超亲水，光学性质优异的材料，目前被广由于TiO：具有较宽的能带间隙，只有在紫外泛应用于抗紫外材料、航天工业、防晒霜、光催化光下才能显示出相对高的光催化活性和光稳定性，等众多领域，同时在环境、信息、材料、能源、医疗国内外研

6、究者通常以掺杂改性或敏化来扩大TiO，与卫生中有广阔的前景使纳米二氧化钛进一步成的光响应范围，使TiO的紫外光吸收边带尽量向为科学家研究的焦点。随着光催化技术的深入研可见光区域移动，以提高吸光效率，有效利用太阳究，TiO光催化剂日益受到人们的重视¨J。光能。文献报道，过渡金属掺杂(如Co、Fe)-7]，纳米TiO：的制备方法很多，有TiC1气相氧非金属元素掺杂(如C、N、S)]，稀土离子掺杂化法、水热法和溶胶一凝胶(Sol—ge1)法等等。Sol—(如，Nd、La、Ce)叫能显著提高光催化活性。本gel法因

7、反应温度低、粒度分布均匀、操作简单等文采用溶液燃烧法制备W—C—N共掺杂二氧化钛并优点而受到关注_4J。但是该方法通常以有机钛通过对甲基蓝光催化降解研究其光催化活性。盐为原料，在有机介质中水解、凝胶化、干燥、锻烧1实验部分后得到产品，原料成本高，工艺时间长，干燥、锻烧1．1主要仪器与试剂时凝胶体积收缩较大，易造成颗粒间的团聚，而且钛酸异丙酯，分析纯，上海至鑫化工有限公司；亚甲基蓝，分析纯，天津市科密欧化学试剂开收稿日期：2014—11—29发中心；甘氨酸，分析纯，国药集团化学试剂有限塑料助剂2015年第4期

8、(总第112期)公司；钨酸铵，分析纯，国药集团化学试剂有限公埚，记所得到的浅灰色粉末为L。司；锐钛矿型二氧化钛，JR～25，宜昌，其他均为具体工艺参数见表1。分析纯。表1制备工艺参数超声波清洗器，KQ2200B，昆山市超声仪器有Tab．1Parametersforpreparationtechnology限公司；四用紫外分析仪，ZF一8型，上海嘉鹏科技热处理有限公司；S×2—4—10型箱式电阻炉，长沙市远样品乙盟