氮掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙的研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2011年第11期文章编号：1002—1124l201I)11—0038—02繇德氮掺杂二氧化钛光催化降解程甲船的研究左玉香I盐城师范学院化学化工学院，江苏盐城224002)摘要：采用溶胶一凝胶法制备了N-TiO多孔材料，用XRD，SEM对材料进行了结构和性能的表征，同时研究了材料对甲基橙的光降解性能。结果表明，所合成的N-TiO：是锐钛矿型，N元素进入了TiO骨架，且样品为多孔结构；N-TiO：多孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解2．5h可达81．7％，适当曝气可有效提

2、高降解率。关键词：二氧化钛；光催化；溶胶一凝胶法；甲基橙中图分类号：0643．36文献标识码：AResearchonphotocatalysisdegradationofN-dopedTi‘)2tomethylorangeZUOYu—xiang(Chemist~DepartmentofYanchengTeachers’College，Yancheng224002，China)Abstract：N—dopedTiO2porousmaterialwaspreparedbysol-gelmethod．Theobtm

3、nedphotocatalystsaref0undtobeofanatasephase，nitrogenisincorporatedintotheframeworkofTiO2byXRDandSEM．ThedegradationrateofN-TiO2porousmaterialstomethylorangeis81．7％underUVradiationin2．5h．appropriateaerationcanincreasedegradationrateeffectively．Keywords：titani

4、umdioxide；photocatalysis；sol-gel；methylorange锐钛矿型TiO：具有最好的光敏眭，是广泛应用乙醇、5mLHAc混合均匀得溶液B。将B缓慢滴加于水净化、空气净化、废水处理等环境处理的半导到A中后，加入5g尿素，继续搅拌lh，陈化12h后体催化剂之一¨。1986年SatoS发现N的引入可得N—TiO凝胶，80℃下将前躯体烘干，研碎后在马使TiO具更好的光催化活性，2001年AsahiR在弗炉350、500oC下煅烧3h，得到黄色N—TiO催化Science上报道了N—Ti

5、O光活性提高是由于N代替剂粉体】。少量的晶格O使TiO的带隙变窄【31。印染行业废水1．2催化剂标征因其高色度、强毒性、降解难的特点，成为水处理研制备的样品用D／max23BX型x射线衍射仪分究的热点。而偶氮染料的用量约占50％以上，甲基析物相，确定粉体的晶相结构；JEOLSM一5510LV扫橙是具有代表性的一种，它易溶于水，性质十分稳描电镜观察掺杂粉体的颗粒形貌。定，用传统的生物法难以降解。本实验以尿素为N1．3光催化性能测试源，采用溶胶一凝胶法制备N掺杂TiO：，并用以250W高压汞灯(上海亚明)作为光源

6、(提前XRD、SEM对样品进行表征，考察了焙烧温度、通气10min打开，稳定光源)，取0．1g催化剂样品，加人量对N-TiO光催化甲基橙活性的影响。到100mL的甲基橙溶液中(未说明浓度均为10mg·L)，避光搅拌30min后，放置在高压汞灯下继续搅1实验部分拌，每隔0．5h取样，离心分离后，取上层清液用VIS一723型可见分光光度计测定甲基橙溶液在波长1．1样品制备464nm的吸光度值，计算降解率D：将10．0mL钛酸四丁酯溶于30mL无水乙醇中搅拌得溶液A；将一定量的去离子水及15mL无水o=0％收稿日期

7、：2011-10—062结果与讨论项目基金：江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设项]~(JLCBE10013)作者简介：左玉香(1978一)，女，江苏高邮人，硕士，主要从事无机功能材料合成及催化研究。2．1XRD结果分析2011年第11期左玉香：氮掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙的研究图1是不同温度煅烧的N—TiO：黄色粉末广角图3煅烧温度对光催化甲基橙的影响Fig．3EfectofcalcinedtemperatureondegradationofXRD图谱。methylorange由图3可见，5o0℃煅烧的样

8、品光催化性能比350℃要好，这与样品XRD及SEM表征结果一致。2．4曝气流量对光催化活性的影响以5o0cI=煅烧样品为催化剂，将曝气流量管通人光催化装置中，高压汞灯开启lOmin后开始通气，控制流量为1和5L·min一，并与不曝气相对比，其对15mg·L-甲基橙降解率影响见图4。2图1N—TiO材料广角X射线衍射图谱Hg．1Wide—angleXRDpatternsofN—TiO2由图1可知，所有