TiO2的掺杂、复合、负载及其光催化性研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liaoyongsheng123
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为了提高TiO2的光催化性,解决粉体Ti02应用中的团聚和回收问题,本论文制备了 TiO2、Fe3+掺杂TiO2、上转换发光材料复合TiO2,在YEP、WEP和TC上负载,并进行XRD、SEM、EDX、XPS、UV-vis测试,在暗处以及照度130-1501ux的可见光和253.7nm 19W紫外光下,对亚甲基蓝光催化实验,主要结果如下。TiO2、Fe3+掺杂TiO2、上转换发光材料复合TiO2,及相应负载样品的主晶相是锐钛矿。Fe3+掺杂TiO2没有新峰,上转换发光材料复合TiO2在31°和47°有Er3+·NaYF4峰。Fe3+掺杂TiO2对可见光吸收限延至650、750nm,上转换发光材料复合Ti02对可见光的吸收限延至420nm,480nm-520nm有Er3+·NaYF4的Er3+弱吸收峰。Fe3+掺杂TiO2、上转换发光材料复合TiO2,氧、钛结合能下降,说明由于掺杂或复合,使TiO2的Ti和O元素的结合方式及所处环境发生改变。负载TiO2、负载Fe3+掺杂TiO2,以及负载上转换发光材料复合TiO2粒径大约2-6μm。负载Fe3+掺杂TiO2样品表面铁和钛含量高于纯载体铁、钛成分。上转换发光材料复合TiO2样品表面可检出钛、氟、钇和铒。可见光下,P25和自制TiO2对MB无效果,Fe3+掺杂TiO2、上转换发光材料复合可降解。经暗处对MB吸附后,可见光下负载Fe3+ 掺杂TiO2对MB光降解量比KT超过不经负载粉状样品,KT值提高近9倍,也超过紫外光条件下负载Fe3+掺杂TiO2对MB光降解量比。可见光下负载Fe3+掺杂TiO2对MB光催化降解量比增大,说明Fe3+掺杂TiO2及其负载有效增加了TiO2的可见光催化性。不经预吸附直接紫外光或可见光下光催化降解MB,负载Fe3+掺杂TiO2样品对MB吸附量与光降解量匹配,可进一步提高TiO2的有效催化性。超声搅拌制备上转换发光材料复合TiO2样品,可见光或紫外光下,对MB降解量比高于机械搅拌法制备样品对MB降解量比。TC负载上转换发光材料复合TiO2可见光下对MB光催化降解量比明显提高,超过不经负载上转换发光材料复合TiO2样品对MB光催化降解量比KT值,也超过只负载二氧化钛样品对MB光催化降解量比KT值。不经预吸附直接光催化MB,可见光下,负载上转换发光材料复合TiO2对MB光催化降解量比KT值增大。说明上转换发光材料复合TiO2及其负载有效增加了 TiO2的可见光催化性。不经预吸附直接紫外或可见光下光催化降解MB,使样品对MB吸附量与光降解量匹配,进一步提高了 TiO2的有效催化性。对MB四次循环光催化实验,降解脱色率TC、WEP、YEP负载TiO2、负载Fe3+掺杂TiO2以及负载上转换发光材料复合TiO2都有一定下降,YEP负载Fe3+掺杂TiO2以及YEP负载上转换发光材料复合TiO2下降幅度较小,耐受性最强。负载工艺可以减缓样品对MB降解能力的降低,延长样品的使用寿命。
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