【摘 要】
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二氧化钛（TiO2）作为一种廉价易得、稳定性高的光催化材料备受人们青睐,然而在光催化合成H2O2方面,由于H2O2的分解以及TiO2电子与空穴的复合等问题,使其光催化合成H2O2的速率较低,而通过在反应介质内加Na F抑制H2O2分解的办法又会造成F污染。因此通过异质结结构构建和F修饰的方法分别对TiO2进行了改性,来解决电子空穴复合、H2O2分解以及F污染问题。具体研究内容如下:以TiO2作为基
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二氧化钛（TiO2）作为一种廉价易得、稳定性高的光催化材料备受人们青睐,然而在光催化合成H2O2方面,由于H2O2的分解以及TiO2电子与空穴的复合等问题,使其光催化合成H2O2的速率较低,而通过在反应介质内加Na F抑制H2O2分解的办法又会造成F污染。因此通过异质结结构构建和F修饰的方法分别对TiO2进行了改性,来解决电子空穴复合、H2O2分解以及F污染问题。具体研究内容如下:以TiO2作为基体材料,采用熔盐法在TiO2表面制备一层SnO2钝化层,然后采用沉积沉淀法对上述催化剂进行Au的负载。通过光催化合成H2O2实验与H2O2分解实验对其光催化性能进行表征,结果表明,Au/SnO2-TiO2(nSn:n Ti为4%)的光催化活性最高,12 h后H2O2的生成量达到了8.5 m M,而纯TiO2和Au/TiO2仅能达到2.3 m M和4.1 m M。这是因为通过SnO2改性,促进了电子和空穴的分离,同时SnO2钝化层抑制了H2O2与Ti的络合从而抑制了H2O2的分解。为进一步提高催化剂的光催化活性,采用Bi2O3对TiO2进行了改性,使二者形成异质结结构Bi2O3-TiO2,用同样的方法制备了复合光催化剂Au/Bi2O3-TiO2。光催化合成H2O2实验结果表明,Au/Bi2O3-TiO2(nBi:n Ti为1%)的光催化活性最高。12 h后H2O2的生成量高达11.2 m M,而未改性的仅能达到4.1 m M,这是因为通过Bi2O3改性,抑制了电子与空穴的复合。采用水热法对TiO2进行了表面F改性,负载Au后得到了复合光催化剂Au/F-TiO2。光催化合成H2O2实验结果表明,Au/F-TiO2(nF:n Ti为2.5)的光催化活性最高,12h后H2O2的生成量达到了6.5 m M,是未经F改性的4倍。这是因为通过F的修饰,促进了电子与空穴的分离,抑制了过氧自由基的吸附。总之,通过一系列改性,成功提高了TiO2光催化合成H2O2性能,为TiO2光催化性能的提高及其应用提供了有效途径。图30幅;表3个;参70篇
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