摻雜TiO-,2-光催化劑的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、論文采用溶膠-凝膠法，以尿素、九水合硝酸鐵為摻雜劑分別在TiO2晶格中摻入N、Fe，以提高催化劑的紫外、可見光催化活性，研究非金屬與金屬摻雜的不同作用機(jī)理；以起爆藥工業(yè)生產(chǎn)廢水為目標(biāo)污染物，研究其工業(yè)化應(yīng)用。主要研究結(jié)果如下： (1)N/TiO2凝膠干燥后在空氣氣氛下經(jīng)400℃焙燒，所制備的N/TiO2均為銳鈦礦型晶體。所制備的N/TiO2的比表面積為109.1 m2·g-1，平均孔徑為69.9 nm，晶體粒徑大約為17.7n

2、m，催化劑表面結(jié)構(gòu)的改善提高了其對污染物的吸附能力。所制備的N/TiO2中，N的最佳摻雜量為2.98 at.％。所制備的N/TiO2吸收帶紅移到435 nm，帶隙能降為2.85eV。N摻雜在二氧化鈦晶格內(nèi)形成N-Ti-O鍵，摻雜進(jìn)入的N取代了部分O元素，使能帶間隙變窄，對可見光的響應(yīng)增強(qiáng)。 (2)所制備的Fe/TiO2中，F(xiàn)e的最佳摻雜量為0.64 at.％。Fe摻雜不僅會阻礙TiO2晶粒的生長，而且降低了銳鈦礦-金紅石的相變

3、溫度。經(jīng)300℃焙燒的Fe/TiO2已為銳鈦礦晶體，顆粒粒徑平均為8nm左右。所制備的Fe/TiO2比表面積為91.3 m2·g-1，平均孔徑為57.9 nm。Fe的存在改變了二氧化鈦的表面結(jié)構(gòu)，降低了光生電子和空穴重新復(fù)合的幾率；在空氣氣氛下經(jīng)400℃焙燒，F(xiàn)e/TiO2吸收帶紅移到459 nm，帶隙能降為2.7 eV。摻雜的Fe3+形成的雜質(zhì)能級處于禁帶之中，使較長波長的光子也能被吸收，從而擴(kuò)展吸收光譜的范圍。 (3)在多