【摘 要】
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TiO2是一种新型高效的半导体光催化剂,因其具有具有光化学性质稳定、催化效率高、耐酸碱腐蚀、无毒无害、价格便宜等优点,而备受科学家们青睐。但其禁带较宽(3.2eV),只能吸收紫外
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TiO2是一种新型高效的半导体光催化剂,因其具有具有光化学性质稳定、催化效率高、耐酸碱腐蚀、无毒无害、价格便宜等优点,而备受科学家们青睐。但其禁带较宽(3.2eV),只能吸收紫外光(λ≤387nm),对太阳光的利用率很低。通过TiO2掺杂改性的方法,可以显著提高光量子效率,扩宽光谱响应范围,进而提高它的光催化率。静电纺丝方法是一种有效制备纳米纤维的重要方法,其结构简单,效率高,所以倍受科学家的重视。利用静电纺丝法制备掺杂的无机TiO2纳米纤维是一个非常有价值的研究课题。本文利用静电纺丝法,分别制备了三种稀土元素掺杂的硝酸镨(Pr(NO3)3)/钛酸四丁酯(TBT)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硝酸钐Sm(NO3)3/TBT/PVP、硝酸钬Ho(NO3)3/TBT/PVP和非掺杂的TBT/PVP复合纤维,经高温煅烧得到Pr掺杂TiO2(Pr/TiO2)、Sm掺杂TiO2(Sm/TiO2)、Ho掺杂TiO2(Ho/TiO2)和纯TiO2纤维,并用TG-DSC、FESEM、XRD、FTIR、UV-Vis等表征手段对纤维进行系统表征。结果表明:煅烧后的纤维均为良好的纤维形貌,纤维分散性好。以亚甲基蓝水溶液为废水模型,作为目标降解物,详细研究了Pr/TiO2、Sm/TiO2、Ho/TiO2和纯TiO2纤维的光催化性能。结果表明:稀土掺杂有效的提高了TiO2纤维的光催化率,且掺杂存在一个最佳值。掺杂量为0.1mol%Pr3+、1.0mol%Sm3+、0.3%molHo3+的TiO2纤维的光催化率高于相同离子其他掺杂量的TiO2纤维。
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