收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

卤族元素掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

邓培昌  
【摘要】: 半导体TiO_2可有效降解环境中难生物降解的有机污染物。本文采用水热法、利用廉价原料,制备了纯TiO_2、卤族元素( F、Cl、Br、I )掺杂TiO_2 (HDT),并以硅胶为载体、利用水热原位负载法制备了硅胶负载卤族元素掺杂TiO_2 (HDTS)。运用X射线粉末衍射(XRD)表征了催化剂的晶相组成、X射线光电子能谱(XPS)和X射线荧光光谱(XRF)测定了催化剂的元素组成、低温氮吸附(BET)测定了催化剂比表面积和孔结构、电子透射电镜(TEM)观察了催化剂的形貌结构,最后通过紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)测定了催化剂的吸光特性。以苯酚为模型污染物考察了催化剂的光催化性能,研究不同的制备条件对光催化性能的影响,筛选出最佳催化剂。 以硫酸钛为钛源,含卤盐为卤源,去离子水为溶剂,制备HDT纳米粒子。制备工艺参数对其光催化活性影响较大,其影响主要为卤盐加入量、煅烧温度。卤族元素的掺杂可促进锐钛矿相TiO_2的生成、抑制其向金红石相的转化,拓宽TiO_2的光吸收范围。适量F、Cl、Br、I的掺杂可提高TiO_2的光催化活性,最佳掺杂量nx/nTi分别为0.30、0.15、0.40、1.00。煅烧温度可影响催化剂的晶粒尺寸、晶型、光吸收特性、晶格畸变和膨胀程度以及掺杂离子进入TiO_2晶格的能力,从而对掺杂纳米TiO_2的光催化性能产生影响。F、Cl、Br、I掺杂TiO_2的最佳煅烧温度依次为80℃、750℃、700℃、340℃。 I掺杂TiO_2在低于340℃的煅烧条件下,在紫外部分具有强烈的吸收、从而体现很好的光催化活性;在340℃的煅烧条件下,I掺杂TiO_2形成紫色的TiO_2包裹碘单质纳米颗粒,该催化剂在可见光范围具有强烈的吸收、并且呈现很高的可见光光催化活性。 HDT经硅胶负载后,在保持纳米光催化剂光催化活性的前提下,形成了较大的颗粒,使催化剂易于分离;硅胶进一步促进锐钛矿相TiO_2的生成、抑制其向金红石相TiO_2的转化,抑制TiO_2晶粒的长大,增强催化剂的热稳定性;除此之外,一定量硅胶的加入还可以改变催化剂的吸光特性,增强可见光范围的吸收。HDT经硅胶负载后,比表面积增大、吸附能力增强。由于吸附和光催化的双重作用,可使有机污染物快速降解。 通过对甲基橙的光催化降解,比较了催化剂光催化活性的强弱、研究了光催化降解规律。所制备的光催化剂,在无光照条件下、均无活性。在全谱光源照射下,按FTi(30)080→ClTi(15)750→BrTi(40)700→ITi(100)340→ITi(100)080的顺序对甲基橙的降解活性递增。经硅胶负载后、活性顺序没有变化,光催化活性都有大幅提高。HDT降解甲基橙时,呈典型的零级反应动力学特征。表观速率常数K与甲基橙初始浓度有关。除了ITi(100)080和ITiSi(100)080-2在较宽的pH值范围内具有较强光催化活性,其它各催化剂都在pH为3和7时、体现较高的催化活性,当pH为其它值时、催化活性下降明显。通过对海水中苯酚的降解,考察了催化剂的在海水环境中的活性。除了ITi(100)340和ITiSi(100)340-2仍保持较高的催化活性外,P-25和制备的其它光催化剂的光催化活性都很差,HDTS的催化活性皆弱于对应的HDT的催化活性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王利剑;郑水林;陈俊涛;舒锋;;纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备与表征[J];过程工程学报;2006年S2期
2 赵晖;孙杰;;TiO_2光催化剂载体及提高其光催化活性的研究进展[J];江苏环境科技;2006年04期
3 周广阔;王涛;李薇;;纳米二氧化钛光催化降解有机废水的研究进展[J];杨凌职业技术学院学报;2007年03期
4 陈清松;朱文炎;李晓燕;赖寿莲;;竹炭负载二氧化钛光催化降解甲醛的研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);2009年04期
5 张春荣;王慧;刘金芝;窦建芝;申大忠;;负载TiO_2活性炭的制备及催化光降解麦草畏[J];常熟理工学院学报;2011年02期
6 王丽敏;马金丽;;活性炭搭载TiO_2降解溴化乙锭的试验研究[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2010年02期
7 白波;董岁明;;H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/SiO_2复合光催化剂的制备及性能研究[J];化学研究与应用;2006年01期
8 贾国正;张林生;王力友;张显球;;活性炭纤维负载TiO_2光催化降解苯酚[J];南京师范大学学报(工程技术版);2007年02期
9 马新起;冯彩霞;贵莉莉;姚莉;牛玉奇;郭新勇;;负载银纳米管钛酸催化剂的制备[J];影像科学与光化学;2008年02期
10 张建民,孙秀果,高俊刚;纳米二氧化钛粉体的光催化性能[J];钛工业进展;2005年04期
11 胡艳,徐晶晶,袁春伟,林间,殷志东;负载纳米二氧化钛的弥散光纤在光催化废水处理中的应用[J];科学通报;2005年19期
12 徐晶晶;陈敏东;付德刚;;氧化铋/二氧化钛复合颗粒的制备及其光催化降解4-氯苯酚的性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年02期
13 孟楠,张爱茜,吴海锁,黄智,王连生;TiO_2与Cu_2O光催化降解对硝基苯酚比较研究[J];环境化学;2005年06期
14 李爽;张兰英;王显胜;马会强;王雨;关智军;;二氧化钛光催化降解地下水中的六六六[J];吉林大学学报(理学版);2007年01期
15 刘春英;;负载型TiO_2光催化降解垃圾渗滤液的动力学研究[J];安徽农业科学;2008年24期
16 夏璐,王双飞;多相光催化处理4-氯-愈创木酚的研究[J];中国造纸;2005年08期
17 费学宁;吕岩;张天永;;几种环境激素酞酸酯的光催化降解研究[J];环境化学;2006年05期
18 肖江蓉;彭天右;柯丁宁;蔡苹;彭正合;;TiO_2/累托石复合材料的制备及其光催化性能研究[J];功能材料;2007年07期
19 张天永;夏文娟;池立峰;张友兰;;对位酯废水的光催化降解研究[J];环境工程学报;2008年02期
20 王莉平;陈志红;郭峰;杨诺;;二氧化钛光催化降解苯酚废水溶液[J];应用化工;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文爽;李新勇;曲振平;;模板法制备的TiO_2微球对多环芳烃的光催化降解[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
2 段明玥;李珺;;锡卟啉-二氧化钛复合材料光催化降解研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
3 夏金虹;赵文玉;;二氧化钛光催化降解印染废水的研究[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
4 常迎春;魏建锋;周根树;郑茂盛;;晶化处理温度对钛系凝胶光催化降解性能的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
5 王剑臣;梁小平;高永扬;吕超;岳雪梅;王小会;;活性炭纤维上负载纳米二氧化钛及其光催化降解作用的研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
6 刘瑞来;刘海清;;静电纺丝合成TiO_2/PU复合纳米纤维[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
7 李凡修;陆晓华;梅平;;金红石晶型二氧化钛光催化剂研究应用进展[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
8 敖燕辉;沈迅伟;徐晶晶;林义华;付德刚;袁春伟;;活性炭负载TiO_2溶胶光催化降解苯酚的研究[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
9 郑水林;王利剑;舒峰;;纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备与表征[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
10 林会亮;周国伟;孟庆海;;改性TiO_2在造纸废水处理中的研究进展[A];'2005(第十二届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓培昌;卤族元素掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究[D];中国海洋大学;2009年
2 徐悦华;纳米二氧化钛光催化降解有机磷农药的研究[D];华南理工大学;2001年
3 李芳柏;改性二氧化钛的制备、表征及其在光催化处理染料废水中的应用[D];华南理工大学;1999年
4 郑玲;电流变材料及减振控制研究[D];重庆大学;2005年
5 杨祝红;二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究[D];南京工业大学;2003年
6 和东亮;掺杂改性的二氧化钛纳米材料的光催化性能研究[D];吉林大学;2008年
7 刘秀华;金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究[D];中国工程物理研究院;2007年
8 石建稳;纳米TiO_2光催化剂掺杂改性与负载的研究[D];中国石油大学;2007年
9 艾智慧;微波/超声辅助光催化降解氯酚的研究[D];华中科技大学;2004年
10 徐蕾;孔结构多酸—二氧化钛复合材料的制备及其光催化降解酞酸酯研究[D];东北师范大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢晶晶;负载二氧化钛凹凸棒石光催化剂制备及性能研究[D];合肥工业大学;2006年
2 江俊俊;复合二氧化钛的制备表征及光催化降解甲醛的研究[D];成都理工大学;2006年
3 陈国宁;TiO_2光催化处理CEH漂白废水研究[D];广西大学;2005年
4 陈万春;复合功能纸板制备及其光催化性能研究[D];福建师范大学;2008年
5 张志翔;丝光沸石负载TiO_2膜光催化氧化邻氯苯酚的研究[D];东华大学;2005年
6 陶然;光催化/微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用[D];苏州大学;2004年
7 白红伟;TiO_2光催化和微滤结合技术对水中腐殖酸去除的研究[D];上海交通大学;2009年
8 黄雪锋;二氧化钛氮掺杂改性及其动力学研究[D];安徽理工大学;2006年
9 陈其思;纳米TiO_2掺杂改性及光催化活性的研究[D];重庆大学;2005年
10 冯志兵;天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备和性能的研究[D];吉林大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;2004年二氧化钛市场将出现强劲反弹[N];中国石油报;2003年
2 文欣;世界二氧化钛市场恢复性增长[N];中国化工报;2003年
3 肖化;全球二氧化钛市场需求强劲[N];中国化工报;2004年
4 李港;全球二氧化钛货紧价升[N];国际商报;2003年
5 记者刘其丕 李晓飞;二氧化钛晶化液项目在津投产获专利[N];中国有色金属报;2010年
6 ;可见光光催化降解污染物获突破[N];中国高新技术产业导报;2004年
7 晓珠;高附加值硅胶当大力开发[N];中国乡镇企业报;2001年
8 中塑;亚洲塑料用二氧化钛需求增长最快[N];国际商报;2003年
9 张海波;日本市场二氧化钛供不应求[N];中国化工报;2000年
10 李菊香;杜邦宣布提高二氧化钛价格[N];中国石化报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978