过渡金属与稀土元素共掺杂二氧化钛的制备表征及光催化活性研究.pptVIP

4.2 胶体碳球的红外分析 在1705 cm -1 和1614 cm -1 的吸收峰分别归属于C=O 和C=C的振动峰。1000－1300 cm-1之间的吸收峰包含有C-OH的伸缩振动和OH的弯曲振动峰。 4.3 胶体碳球的形貌 B A 在水热时间为12 h，24 h条件下，所得碳球的平均粒径分别为600 nm，800 nm。这表明在相同的葡萄糖浓度、相同的温度下，随着水热时间的延长，胶体碳球的直径不断增大。 4.4 前驱体的TG分析 金属离子的掺杂量对吸附层有很大影响。当掺杂金属离子为0时, 前驱物的失重率达到 87.62%， 逐渐增加金属离子含量，前驱物的失重率下降。当金属离子含量为8%Fe-2%Eu和12%Fe-2%Eu时，失重率下降到73.62%和72.79% 。 4.5 样品的形貌分析 与纯碳球相比较，吸附后样品的表面变得粗糙，平均粒径大小由纯碳球的600nm左右增大到1200nm左右 金属离子的引入对吸附层的厚度的确起到增加的作用， 4.6 样品的光催化活性 Stirring No stirring 非搅拌状态下，空心球催化剂降解率在2小时内比搅拌条件下仅仅降低了7%左右，而纳米微球降低了近16%。 第五章　结论 １．采用溶胶凝胶法，合成出了Fe-Eu共掺杂TiO2粉体，XRD衍射分析表明，随着煅烧温度升高，晶体由锐钛矿型转化为金红石型，晶粒随着温度升高而增大，其红外光谱在554 cm -1，529 cm -1，472 cm -1 出现了Fe-O的特征吸收，结合晶胞参数变化，表明所掺的金属离子已经进入TiO2晶格中。并以可溶性染料罗丹明B为目标降解物，对其光催化活性进行了评价。结果表明，共掺杂的TiO2在最佳掺杂比例下光催化剂活性优于商用P25。 ２． 采用水热合成法，以尿素为均相沉淀剂和分散剂，制备出了Co-Eu共掺杂TiO2、Fe-Eu共掺杂TiO2纳米微球，并研究了各种条件对光催化活性的影响。通过掺入不同物质和改变掺杂比例，TiO2对光的吸收会发生不同程度的加强、红移和吸收带变宽，结合光催化实验，在最佳掺杂比例下所得的样品具有较高的光催化效果。 3． 利用胶体碳球为模板，结合溶胶技术，成功制备出了 Co-Eu共掺杂和Fe-Eu共掺杂的TiO2纳米空心球。空心球的壁厚，受掺杂金属离子浓度的影响，并有一个吸附饱和。结果表明，由于空心球的具有较小的平均密度，使得催化剂可以长时间的悬浮于水中，这就增加了催化剂的光接触时间，提高了对光的利用率，同时，金属离子的植入，使得光催化能力大大提高。为其在实际应用中提供了较大的可能。 过渡金属与稀土元素共掺杂TiO2的制备表征及光催化活性研究 主要内容 第一章：绪论 第二章：溶胶凝胶法制备Fe-Eu共掺杂TiO2及其性能研究 第三章：水热法制备Fe-Eu共掺杂、Co-Eu共掺杂TiO2及光催化性能研究 第四章：模板法制备Fe-Eu共掺杂、Co-Eu共掺杂TiO2空心球及光催化性能研究 第五章：结论 第一章 绪论 1.1 TiO2光催化剂 1.2 TiO2光催化的基本原理 1.3 TiO2光催化剂的制备方法 1.4 提高TiO2光催化剂活性的方法及原理 1.5 光催化技术应用展望 1.1 TiO2光催化剂 TiO2光催化剂具有稳定性好，催化效率高，无毒等优点，但由于它禁带较宽，主要利用的是200－400 nm范围的紫外光，而这部分光仅占太阳光辐射总量的4－6%，且随时间变化明显，使其应用受到一定的限制。如果能扩展光催化剂的光谱利用范围，以太阳光作为光源，则可使设备投资和运行成本大大降低。因而这方面的研究对大规模应用光催化氧化技术具有深远的意义。 1.2 TiO2光催化的基本原理 用能量大于TiO2禁带宽度的光照射半导体，价带上的电子（e-）被激发跃迁导带，并在价带上留下相应的空穴（hvb+）。光生空穴是一种强氧化剂（ECB=~3.1V,NHE），导带上的电子是一种强还原剂（ECB=~0.12V,NHE），因此在半导体表面形成氧化还原体系，大多数有机物和无机物都能被光生载流子直接或间接地氧化或还原。 1.3 TiO2光催化剂的制备方法 制备工艺和方法对所制备出的材料的结构和性能有很大影响。微粒的制备方法分类也各不相同。按反应物状态，可分为干法和湿法；按反应性质，可分为物理法、化学法和综合法（综合了物理法和化学法）；根据制备原料又可分为固相法、液相法和气相法。 目前实验室制备二氧化钛微粒的方法主要有：溶胶－凝胶法、水（或溶剂）热法、模板法、高能球磨法、微波法等。