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改性纳米二氧化钛的制备及其光催化降解性能的研究

左开慧

  当今世界,环境污染威胁着人类的生存,制约着人类的发展,因此用于环境保护的新材料成为人们关注的热点。纳米TiO_2光催化剂是近十年来被广泛研究的一种新型环保材料,它能降解废液、废水,杀死细菌病毒,可以应用在废水的处理,室内环境的净化等各方面,有广泛的发展前景。但TiO_2光催化剂对紫外光的倚赖,限制了它的应用,同时它的催化效率以及使用寿命等问题也影响了它的广泛使用。本研究利用溶胶—凝胶法制备出掺杂铁及铁锌复合改性的纳米TiO_2光催化剂。采用差热—热重分析法(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光扫描谱(FT-IR)、分光光度计等现代测试技术分析和研究了制备的纳米TiO_2的微观结构,组织和性能,探讨了影响纳米TiO_2光催化性能的各种因素。研究结果表明,利用溶胶—凝胶法可以获得纳米级二氧化钛,单—晶粒尺寸为5—30nm。在低温下(小于500℃)烧结的粉体的团聚小于高温下烧结的粉体,颗粒度为20—90nm,有较大的比表面积(50—100m~2/g)。铁及锌的掺杂会降低锐钛晶向金红石的转变温度。掺杂Fe~(3+)at%=20%的样品,300℃烧结3小时在日光下对甲基橙的降解率可达到90%以上。而掺杂Fe~(3+)at%=20%,Fe~(3+)/Zn~(2+)at%=50%的样品,300℃烧结1小时有更好的光催化效率。它们在日光下的催化活性都好于Degussa P25。确定最佳金红石含量约为52%。……   
[关键词]:二氧化钛;Fe~(3+)掺杂;Fe~(3+)/Zn~(2+)掺杂;溶胶-凝胶;太阳能;甲基橙;印染废水
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:合肥工业大学2003年