控制胶体合成法制备掺铁TiO2粉末及光催化降解甲基橙.pdf

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1、第26卷第6期无机化学学报Vo1．26No．62010年6月CHINESEJ0URNALOFINORGANICCHEMISTRY989—996控制胶体合成法制备掺铁TiO2粉末及光催化降解甲基橙陈志刘兴平柳松(华南理工大学应用化学系，广州510640)摘要：分别采用控制胶体合成法和溶胶一凝胶法制备了2种不同掺铁方式的TiO粉末，并用XRD、TEM、BET、uv—vis、Fs等技术对样品进行了表征。在紫外光照射下，以甲基橙溶液的光催化降解反应为探针，研究了掺Fe离子浓度、包覆的次数、不同掺杂方式对样品光催化活性的影响。结果表明．以均匀掺铁TiO(铁含量大于0．02mo

2、l％)干凝胶粉末为载体，采用控制胶体合成法制备了具有P—N结型结构的非均匀掺铁TiO粉末，其光催化活性较均匀掺杂TiO粉末明显提高，并且随着包覆次数(≤3次)的增加而增强．以0．04mo1％掺铁TiO，粉末包覆3次后制备的样品具有最佳光催化活性，其表观速率常数是未掺杂的TiO，粉末的532倍．是具有相同Fe含量的均匀掺杂．ri0，粉末的4．58倍。关键词：TiO2；光催化；铁离子；掺杂；控制胶体合成法；P．N结中图分类号：0611．4；O614．41+1文献标识码：A文章编号：1001—4861(2010)06—0989—08Iron-DopedTiO2Photoc

3、atlystsPreparedbyControlledColloidalSynthesisMethodforPhotocatalyticDegradationofMethylOrangeCHENZhiLIUXing—PingLIUSong(DepartmentofAppliedckmfry．SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640)Abstract：Twokindsofiron㈣．dopedTiO2powderswerepreparedbysol—gelandcontrolledcolloidalsynthes

4、ismethod(CCS)，andwerecharacterizedbyXRD，TEM，BET，UV—Vis(DRS)andFSspectroscopy．Thephotocatalyticactivitywasevaluatedusingmethylorangephot0degradaioninaqueoussuspensionsunderUVirradiationasaprobereaction．Theinfluenceofironcontent，coatingtimesanddopingmodesonthephotocatalyticactivitieswasi

5、nvestigated．TheCCS．derivedFe．dopedTiO2isshowntohavemuchhigherphotocatlyticdestructionratethanthatofFe3+-dopedTiO2inuniformdopingmodeandundopedTi02．ThephotocatalyticactivityofCCS—derivedFe3+-dopedTiO．isenhancedwiththeincreaseincoatingtimes．3-0．04％Fe—TiO2／Chasthebestphotocatalyticactivit

6、ywithanapparentrateconstantabout5．32timesaslargeasthatofundopedTiO2，andabout4．58timesaslargeasthatofTiO2dopedbyFeuniformlywiththesameironcontent．Keywords：TiO2；photoeatalysis；ironion；doping；controlledcolloidalsynthesis；P-Njunction0引言为各国科学家们研究热点。但是光生电子和空穴的复合率高，影响其光催化活性。近些年来，过渡金属当今环境污染日益严

7、重．半导体多相催化作为离子的掺杂改性已经成为了一种有效的方法来降低一种新的环境净化技术引起了人们广泛的重视。而电子一空穴的复合，从而提高其光催化活性l1J。在众TiO：因其无毒、高稳定性和良好的光催化活性已成多的过渡金属离子中，Fe离子以其独特的电子构型收稿日期：2009—12—07。收修改稿日期：2010—0314。通讯联系人。E—mail：chsliu@scut．edu．an第一作者：陈志，男，26岁，硕士研究生；研究方向：纳米功能材料。无机化学学报第26卷和与Ti4+相匹配的离子半径已被广泛地研究目前射电镜．加速电压为100kV，放大l0万倍观察。BET用