N掺杂TiO2%2fSiO2双层中空微球的制备及可见光光催化活性研究.pdfVIP

材料导报B：研究篇 2013年 10月(下)第27卷第 1O期 N掺杂TiO2／SiO2双层中空微球的制备及可见光光催化活性研究 张高文，杨 侃，叶 莹，刘嘉宁 (湖北工业大学材料科学与工程学院，绿色轻工材料湖北省重点实验室，武汉 430068) 摘要 以阳离子 PS为模板 ，正硅酸 乙酯和钛酸丁酯为前驱体 ，三 乙胺为氮源 ，采用溶胶一凝胶法 ，通过层层静 电自组装制备 了N掺杂TiOs／SiO2(N_TS)复合微球 ，并经高温焙烧得到具有介孔结构的N—TS双层中空微球。采用 Zeta-plus激光粒度及电位仪、SEM、XRD、UV-Vis等对微球的结构进行表征，以亚甲基蓝为 目标污染物，考察了N— TS双层中空微球的可见光光催化活性。结果表明，通过 si02和Ti()2的交替包覆形成了双壳层结构，保持了中空微 球完整的球形形貌 ；N的掺入有效拓宽了Ti02光响应范围且在可见光区域吸收明显增强，在掺N量为n(N)／n(Ti)一 10、500℃焙烧得到的双层中空微球可见光催化活性最优，2h内亚甲基蓝几乎完全降解，同时中空微球在重复使用 过程中依然能保持较高的可见光光催化活性。 关键词 双层中空微球 Ti02 SiO2 N掺杂 中图分类号：0643 文献标识码 ：A PreparationandVisibleLightPhotocatalyticPropertiesofN—dopedTi02／Si02 DoubleShellHollow M icrospheres ZHANGGaowen，YANGKan，YEYing，LIU Jianing (CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HubeiProvincialKeyLaboratoryofGreenMaterialsforLightIndustry， HubeiUniversityofTechnology，W uhan430068) Abstract N-dopedTi02／SiO2(N—TS)compositemicrosphereswerepreparedbysol-gelreactionandlayer-by- layerelectrostaticself-assemblymethodwithcationicpolystyrenemicrospheresastemplate，ethylsilicateandtitanium tetrabutoxideasprecursor，triethylamineasnitrogensource．AndtheN-TSdoubleshellhollow microsphereswith mesoporousstructurewerefabricatedaftercalcinatedatthehigh temperature．Thestructureofmicrosphereswas characterizedbyZeta-pluslaserparticlesizeandpotentialinstrument，SEM ，XRD，UV—Visandthevisiblelightcata— lyricactivityofN—TScompositehollow microsphereswasstudiedusingmethyleneblueasthetargetpollutants．The resultsshow thatthealternatecoatingofSi02andTi02formsdoubleshellstructureandkeepsthehollowmicrosphere withperfectsphericalmorphology；N dopedhasbroadenedlightresponserangeeffectivelyandenhancedabsorptionin thevisibleregionforth