TiO<,2>可见光催化材料的低温合成与性能研究

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目前,TiO<,2>可见光化的研究取得了一定进展,金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO<,2>可见光化。传统地,TiO<,2>的晶化大多需要经历高温焙烧过程,然而过高的焙烧温度通常使催化剂团聚和晶型发生转变,因而降低催化剂的活性。因此,寻找一种温和的制备路线避免催化剂团聚和晶型转变对获得高性能TiO<,2>光催化剂具有重要的意义。 苯甲醇是一种优良的溶剂,最近被用于多种无机纳米氧化物的合成,但用于金属离子改性的氧化物的制备还未见报道。WO<,3>的键带能是2.8eV,通过W的改性能有效降低TiO<,2>的键带能,拓展TiO<,2>的吸收向可见光移动。因此,本文以苯甲醇为合成介质,通过低温溶剂热方法合成了W改性的TiO<,2>,并用于苯酚溶液的探针降解反应,取得了较理想的可见光降解苯酚活性。 因为金属改性和非金属改性均有明显的优缺点,所以我们在乙二胺中通过低温溶剂热的方法一步合成金属钨和非金属氮同时改性的TiO<,2>,并用XRD、IR、UV-VIS、XPS、元素分析等多种表征分析,通过实验发现,氮掺杂的TiO<,2>在可见光区有明显的吸收,但是,金属钨和非金属氮同时改性的TiO<,2>在可见光下的吸收要强于单独氮改性的TiO<,2>的吸收,并且,在苯酚降解反应中,金属钨和非金属氮同时改性的TiO<,2>在可见光下的活性也高于单独氮改性的TiO<,2>的活性。 饮用水中硝酸根的脱除净化是一项关系人民身体健康的重大工程,因此本论文对硝酸根的催化还原进行了探讨,主要考察了可见光下催化还原硝酸根的性能研究。以本实验合成的具有可见光活性的材料为载体,光催化负载Ag以后,催化剂在可见光还原硝酸根的反应中取得了较好活性。研究结果发现:催化剂的活性与空穴清除剂种类和浓度、共存离子及浓度、Ag含量等因素息息相关。
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