玻璃基TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜的光催化性能研究.pdfVIP

第 15卷 第 4期 V0I．15NO．4 2009年 8月 Aug．2009 doi：10．3969~．issn．1008-5548．2009．04．008 玻璃基TiO Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜的光催化性能研究 李 静 ，姚明明 ，张 颖 ，杨 槐 1．济南大学 化学化工学院，山东 济南 250022；2．北京科技大学 材料科学与工程学 院，北京 100083 摘要 ：在溶胶一凝胶法制备 的TiOz胶膜表面涂覆金属离子，通过焙烧制 等。利用光催化材料的光催化作用几乎可以分解所有 备Ti0rFezO3一CeO 复合纳米薄膜。以甲基橙为 目标降解物，讨论过渡 的有机化合物 ，具有广谱性 ，并且具有反应条件温和、 金属离子Fe和稀土金属离子 Ce的掺杂对 TiOz薄膜光催化活性的影 祭 操作便利 、不产生二次污染等优点[】】。1997年 Fujishi- № 响。采用SEM、XRD、EDS等表征手段对复合氧化物薄膜进行表征 。结 果表明：所制备 的薄膜具有纳米结构 ；Fe 、Ce单掺和 Fe Ce共掺均 ina等圆报道 了二氧化钛薄膜的双亲性 ，这一发现引发 中 可提高TiOz薄膜的光催化性能，但相 同条件下共掺离子 的光催化活性 了对二氧化钛光催化原理和光催化技术应用研究的 国 更 高。 热潮 。TiO 由于其 自身具有无毒 、无害、不产生二次污 关键词 ：溶胶一凝胶 ；复合纳米薄膜 ；光催化性能 染 、来源丰富、价廉易得、化学性质稳定且光催化效果 粉 中图分类号：TG174．451 文献标志码 ：A 好等优点而成为近年来研究的热点 。 文章编号 ：1008—5548 2009 04—0031-05 体 技 研究发现 ，TiO：的禁带宽度为 3．2eV，其对应的 术 刚 吸收波长为 387．5am，但这部分光还达不到照射到地 Photo-catalyticActivityofGlass—based № 面的太阳光谱的5％，且 TiO 量子效率最多不超过 TiO Fe2O3-CeO2CompositeNano-fi1ms 28％，因此太阳能的利用率仅在 l％左右 ，大大限制了 其对太阳能的利用率[31。为了提高 TiO：对太阳能的利 Lijing ，YaoMingming ，ZhangYing ，YangHuai 用率 ，从而提高其光催化性能，通常需要对 TiO 表面 1．SchoolofChemistryandChemicalEngineering，UniversityofJinan， 进行修饰 ，这其 中包括掺杂胶体改性 、贵金属沉积改 Jinan250022；2．SchoolofMaterialsSciencenadEngineering， UniversiytofSciencenadTechnologyBeijing，Beijing100083 性5[-6]以及金属离子掺杂改性F7等 。由于TiO：纳米粉 体存在易聚集 、易失活 、较难 回收和再利用等缺点，人 Abstract：ThemetalionswerecoatedonTiO2colloidalfilmspreparedby 们将研究重点转向TiO：薄膜的研究。可以将纳米TiOz sol-gelmehtod，na dasinteringprocesswasadoptedtomakecomposite 薄膜涂覆在玻璃、陶瓷上以及各种合金基体表面，利 TiO2-Fe203-CeO2nna o·films．Takingmethylorna geas degraded，itwas 用光催化氧化反应起到灭菌、除臭 、防污 以及 自洁净 aimedtodiscusstheeffectoftrna sitionmeatlionFe andrareearthion 作用[9l。 Ce onphoto—caatlyticactiviyt ofTiO2thinfilms．SEM ，XRD nadEDS wereusedtocharacterizethecompositeoxide—films．Theexperimentre— 离子掺杂是提高 TiO：薄膜光催化活性 的一条有 suitsshowedthatthefilm hadnna o-structure．TheCO—dopedFe andCe4+ 效途径 。然而 ，影响TiO：光催化活性的因素很多，采用 compositeTiO2filmsweremoreeffectivehtna thepureTiO2，dopedFe or 单一离子掺杂对提高光催化活性 的效果不是特别 明 一 一 一 dopedCe filmstophoto—degradationmehtylorangeinsolution． 显。本文