Ce^4＋的掺杂和染料结构对TiO2光催化性能的影响.pdfVIP

维普资讯 第 31卷 第 3期 水处理技术 Vo1．31No．3 2005年 3月 TECHNO10GYOFWATERTREATMENT Mar．，2005 49 Ce针的掺杂和染料结构对TiO2光催化 性能的影响 杨 莉 ，姚秉华 ，吴少林 (1．南 昌航空工业学院环境与化学工程，江西 南昌 330034 2．西安理工大学应用化学系，陕西 西安 710048) 摘 要：采用浸渍法制备了掺杂ce 的Ti0粉体光催化剂，考察了ce 的含量对Ti0光催化性能的影响，并且 研究了它对直接耐晒蓝和 4，2一(吡啶偶氮)一间苯二酚钠两种染料的降解效果。结果表明，以Ti0：干凝胶为母体， 浸渍ce所制备的粉体光催化剂Ce“／Ti0降解效果分别比纯Ti0高45％和 23％其对偶氮基团的分解效果明显 高于对吡啶环和间苯二酚基的分解。x射线衍射分析表明，该法制备的Ti0粉体中锐钛矿相 占90％~X上，没有铈 的氧化物形式，平均晶粒粒径为 lnm；红外吸收光谱分析表明，Ce“／Ti0和Ti0 红外吸收光谱图相似，说明掺杂 ce并没有极大地改变Ti02的化学结构。 关键词：光催化；浸渍；掺杂；偶氮基；吡啶环；间笨二酚基 中圈分类号：X703．5 文献标识码：A 文章编号：1000．3770(2005)03．0049．04 在 TiO，的基础之上掺杂金属离子能够提高 瑞利分析仪器公司)；石英紫外线杀菌灯 (北京海淀 TiO：的光催化活性，这是许多研究证实了的 【。TiO： 空后高温复合材料厂)；WM．2型无油气体压缩机 主要用于难生物降解的有机污染物，尤其对于印染 (天津市医疗器械二厂)；LDZ4—0．8自动平衡微量 废水有着相当出色的分解能力[4-。但是对于不同的 离心机 (北京医用离心机厂)。、 染料不同的有机基 团，TiO 的降解效果是不同的。 1．2 光催化剂的制备 本文用掺杂Ce针的TiO：作为光催化剂，以直接耐晒 1．2．1 溶胶 一凝胶法制备 TiO2干凝胶 蓝和 4，2一(吡啶偶氮)一问苯二酚钠为 目标反应物研 将无水乙醇分成等量的两份 ，第一份加入三颈 究染料结构对TiO 光催化性能的影响。 瓶中，在搅拌的情况下滴加入钛酸丁酯，滴加完毕后 直接耐晒蓝的分子结构中包含着苯环和偶氮 继续搅拌一定时问，形成的黄色溶液记为A。将第二 基团；4，2．(吡啶偶氮)．问苯二酚钠的分子结构中包 份无水乙醇和乙酸、蒸馏水混合均匀，在搅拌的情况 含着吡啶环、间苯二酚基和偶氮基团。其 中，吡啶环 下缓慢滴加入A中，再搅拌一定时间，最终形成浅 对生物降解呈强抑制作用，问苯二酚基易引起污 黄色透亮溶胶。将其放置数天后 ，即可形成TiO 干 染，偶氮基团很难生物降解。 凝胶。 1．2．2 漫渍法制备Ce“／TiO2 1 实验部分 将上述制得的TiO 干凝胶按一定比例浸渍在 1．1 试剂与仪器 Ce4+溶液中，待其成为干凝胶后，在码瑙研体中研磨 钛酸丁酯 (上海三爱思试剂有限公司)，化学 成细粉，放入马弗炉中，600~C灼烧 2h，所得即为 纯；无水 乙醇 (西安化玻站化学厂)；乙酸 (沈阳化 Ce4VTiO，粉体光催化剂 。 学试剂厂)，两者均为分析纯；硝酸铈铵 (北京市化 1．3 实验装置 学试剂厂)，纯 (三