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稀土掺杂对TiO_2光催化去除水中有机物影响的研究

王立业  
【摘要】:光催化氧化技术自20世纪80年代后期开始应用与污染控制领域以来,有效的破坏许多结构稳定的无机物、有机污染物等,作为一种新型的污染治理手段日益受到重视。如何进一步提高光催化氧化的降解率是如今水污染防治领域研究的热点。 本文以钛酸丁酯为原料,以乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂,采用溶胶——凝胶法制备纳米粒子TiO_2,用30W的紫外灯模拟光源,用大红染料模拟水样中难降解的有机物,以大红染料的降解率的变化来衡量催化剂TiO_2的光催化降解水中有机污染物的能力。 本文主要采用稀土掺杂的方法来提高TiO_2的活性,讨论了四种稀土金属元素镧、钕、钇和铕的不同掺杂量和不同时间的光催化活性;并讨论了两种金属元素银和铁分别与稀土混合掺杂的光催化性能。研究了各种不同的掺杂量,对光催化降解水中有机污染物的影响。实验结果表明,稀土元素掺杂影响TiO_2活性,可以抑制TiO_2由锐钛矿到金红石的转变,提高光吸收率,抑制载流子复合。能明显的提高TiO_2的光催化降解能力。稀土掺杂的在150min内达到降解率95%以上,而纯的TiO_2只能达到63%。


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