離子共摻雜對二氧化鈦光催化效能的影響

2022-10-02 10:27:04 字數 931 閱讀 3794

【摘要】本文採用溶膠-凝膠法,通過單摻雜鈰、鐿及雙摻雜製備出幾種改性奈米tio2 材料,並以其作為光催化劑,選擇十二烷基苯磺酸鈉(sdbs)作為目標降解物,對上述幾種改性奈米tio2 的光催化效能進行了對比研究,發現摻雜稀土鈰、鐿的奈米tio2 能明顯提高其光降解效能。其中鈰的最佳摻雜濃度為0.2%(wt%,下同),鐿的最佳摻雜濃度為0.

4%。雙摻雜鐿,鈰的最佳配比是3:1(0.

30%:0.10%)。

0.25%的鈰摻雜復合催化劑在500℃煅燒4h降解sdbs的效率最好。

【關鍵詞】離子摻雜;溶膠—凝膠法;光催化劑十二烷基苯磺酸鈉

奈米tio2 是一種比較理想的半導體光催化劑,在廢水處理、空氣淨化以及保潔除菌等方面具有廣闊的應用前景。研究中發現,在製備奈米二氧化鈦過程中摻雜一定量的金屬離子或對其進行表面改性,能有效地阻止電荷在轉移過程中的復合,使其光催化活性提高,在其中摻雜過渡金屬及稀土元素能顯著改善其光催化效能。如:

摻雜zn 、螢光素具有良好的光學性質, 摻雜ceo2 具有熱、光催化作用。

本文採用單摻雜鈰、鐿製備出幾種改性奈米tio2 材料,並以其作為光催化劑,選擇十二烷基苯磺酸鈉(sdbs)作為目標降解物,對上述幾種改性奈米tio2 的光催化效能進行了對比研究。

1 實驗部分

1.1 奈米tio2 粉體的製備

室溫下,將鈦酸丁酯(10ml)與無水乙醇(25ml) 混合,磁力攪拌30min,均勻混合得到溶液a;將a 置於分液漏斗中備用。另取無水乙醇(25ml),冰醋酸(5ml), xml的ce4+試劑和yml的yb3+ 試劑(由計算所得)充分混合製成b液備用。在劇烈攪拌下將a液慢慢滴入(1滴/2s)b液中,時間為30 min;滴加完畢,繼續攪拌20 min。

靜置,即可得到透明的溶膠。得到的溶膠靜置48小時以上,得透明凝膠。80℃恆溫烘烤65 h後。

烘乾的樣品分批送入箱式電阻爐內進行高溫煅燒。研磨得到白色或淺黃色的稀土摻雜的奈米氧化鈦粉體。

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