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本文采用高分子凝胶法和Ag2CO3法分别制备了纳米TiO2,Ag/TiO2,ZnFe2O4/TiO2。对所制得的粉体用X射线衍射分析得其相组成,透射电镜得产品的形貌及粒度分布,高压汞灯和太阳光照射降解次甲基蓝溶液,对其光催化活性进行分析。实验结果表明:
(1)以三氯化钛为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子凝胶法制得纳米TiO2粉体。其最佳制备条件是三氯化钛用量是5ml,硝酸用量是0.1ml,单体与网络剂的质量比为5:2,最佳烧结温度是500℃。得到的粉体平均粒径约为35nm。水溶液中次甲基蓝在TiO2半导体光催化的条件下,能迅速分解。在高压汞灯下降解3h后,降解率能达到65%。说明其有较强的光催化性能。
(2)以三氯化钛,硝酸银,碳酸钠为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子凝胶法和Ag2CO3法制备了纳米Ag/TiO2粉体。最佳烧结温度是550℃,沉积了贵金属Ag的TiO2纳米粉的光催化活性得到了提高。Ag的最佳掺杂量为1.0%。制备出来的粉体平均粒径约为38nm,在高压汞灯下降解3h后,降解率能达到80%。以太阳光为光源时,最佳光照条件下降解1.5h后,光降解率已经达到了100%,明显高于以高压汞灯为光源的光降解率。另外,降解5次之后的粉体的降解率和第一次降解的几乎一样,说明粉体可以重复利用。
(3)以三氯化钛,硝酸铁,硝酸锌为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子凝胶法制备了纳米ZnFe2O4/TiO2粉体,掺杂ZnFe2O4使TiO2的光催化性能得到很大的改善。同样可以得出其最佳掺杂量是2%。最佳烧结温度是500℃,此时粉体的平均粒径为约22nm。在高压汞灯下降解3h后,光降解率达到了85%,以太阳光为光源时,最佳条件下降解1h后,光降解率已经达到了100%。
(4)比较优化条件下制备的TiO2纳米粉体,Ag/TiO2纳米粉体和ZnFe2O4/TiO2纳米粉体光催化降解性能,在同一条件下降解时后两者的光催化降解率分别比单一的TiO2降解率提高了23.0%和30.8%。