Fe 2 O 3 /TiO 2 負(fù)載膨脹珍珠巖光催化降解羅丹明B
發(fā)布時(shí)間：2020-12-16 12:59
為獲得高效催化活性的光催化材料,研究不同煅燒氛圍對(duì)材料在可見(jiàn)光下催化性能的影響,以膨脹珍珠巖（EP）為載體,采用溶膠-凝膠法,在不同煅燒氛圍（O2和/或NH3）下制備Fe2O3/TiO2負(fù)載EP的光催化復(fù)合材料[Fe2O3-TEP（O2）、Fe2O3-TEP（NH3）、Fe2O3-TEP（O2,NH3）、Fe2O3-TEP（NH3,O2）],采用EDS（X-射線色散能譜）、BET（比表面積及孔徑分析）、XRD（X射線衍射）、SEM（掃描電子顯微鏡）、XPS（X射線光電子能譜）等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征,并研究了其在可見(jiàn)光下對(duì)羅丹明B的光催化降解效果.結(jié)果表明:（1）復(fù)合材料成功負(fù)載了Ti、Fe元素,負(fù)載的TiO2以銳鈦礦型存在,Fe2<...
【文章來(lái)源】：環(huán)境科學(xué)研究. 2017年12期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)
【部分圖文】：
合成材料的氮?dú)馕矫摳降葴鼐�和BJH孔徑分布曲線
2O3-TEP(NH3)49.59474.71170.0584Fe2O3-TEP(O2，NH3)24.03566.67950.0401Fe2O3-TEP(NH3，O2)26.98656.79520.0458TEP(O2，NH3)1039.12767.81860.0765TEP(O2，NH3)541.92076.78390.0711TEP113.95322.60270.0741EP2.161415.73960.0085料，這可能是由于氧氣氛圍加速TiO2晶粒成長(zhǎng)和燒結(jié)，導(dǎo)致復(fù)合材料比表面積減小，而純氨氣煅燒時(shí)N元素的摻雜使得集聚分散，可以有效擴(kuò)大比表面積［8］所致．2.3XRD分析從衍射峰(101)(004)(200)(見(jiàn)圖2)可以看出，7種材料都屬于銳鈦礦型TiO2．圖2中并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的Fe2O3衍射峰，并且Fe2O3與TiO2的摩爾比僅為0.025，可以推測(cè)Fe2O3含量低［23］、粒徑小［24］，以微晶形式［25］在表面分散均勻而難以檢測(cè)．根據(jù)JADE(圖譜分析軟件)所得TEP、TEP(O2，NH3)5、TEP(O2，NH3)103種材料的平均晶粒尺寸分別為6.9、8.6、10.4nm，表明晶粒尺寸隨著高溫煅燒時(shí)間的增加而變大;Fe2O3-TEP(O2)、Fe2O3-TEP(NH3)、Fe2O3-TEP(O2，NH3)和Fe2O3-TEP(NH3，O2)的平均圖2合成材料的XRD圖Fig．2XRDpatternsforsyntheticsamples晶粒尺寸分別為12.3、10.1、13.1和12.9nm，表明純NH3氛圍下煅燒可使材料尺寸減�。�2.4SEM形貌分析由圖3可見(jiàn)，EP表面孔分布不均勻;TEP(O2，NH3)10表面有規(guī)則的圓形顆粒，是TiO2負(fù)載的緣故;Fe2O3呈現(xiàn)的圓形顆粒尺寸在20～30nm之間;Fe2O3-TEP(O2，NH3)的表面不平整，凸起更明顯，表明Fe2O3成功負(fù)載于TEP表面．圖4為Fe2O
第12期周顏霞等:Fe2O3?TiO2負(fù)載膨脹珍珠巖光催化降解羅丹明B圖3EP、TEP(O2，NH3)10、Fe2O3和Fe2O3-TEP(O2，NH3)的SEM圖Fig．3TypicalSEMimagesofEP，TEP(O2，NH3)10，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)e2O3-TEP(O2，NH3)圖4Fe2O3-TEP(O2，NH3)的EDS掃描能譜分析的元素面分布Fig．4EDSmapsofFe2O3-TEP(O2，NH3)譜圖．由圖5可見(jiàn)，C1s、O1s、Si2p、Ti2p分別在284.87、531.54、103.21和459.05eV處出峰．由XPS數(shù)據(jù)得到Fe2O3-TEP(O2，NH3)樣品中Ti2p的原子濃度為12.21at%．由O1s結(jié)合能的分峰擬合可見(jiàn)，XPS峰分別出現(xiàn)在530.2、531.2和532.7eV．其中530.2eV處的吸收峰歸屬于Fe2O3和TiO2中的晶格氧［26］，531.2eV歸屬于被吸附的水分子中的OH-［27］，532.7eV處的吸收峰代表O-［28］2;由N1s結(jié)合能的分峰擬合可見(jiàn)，在400.5eV出現(xiàn)的峰歸屬于O—Ti—N鍵［29］;由1965
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液產(chǎn)氫性能研究[J]. 李福穎,牛玉,王仁章. 環(huán)境科學(xué)研究. 2016(07)
[2]Fe2O3/TiO2異質(zhì)結(jié)的制備及光催化降解性能[J]. 閆磊磊,常薇,劉斌,岳萌萌,孫潤(rùn)軍. 紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]Fe摻雜TiO2催化劑制備及其光催化脫汞機(jī)理[J]. 代學(xué)偉,吳江,齊雪梅,吳強(qiáng),何平,李忺. 環(huán)境科學(xué)研究. 2014(08)
[4]水熱法制備磁性納米α-Fe2O3改性滌綸織物[J]. 宋杰瑤,馮紅蓮,張輝. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]CTMAB/TiO2表面修飾膨脹珍珠巖光催化降解水中對(duì)硝基苯酚[J]. 王小治,高芡芡,葛曉梅,雍衛(wèi)衛(wèi),封克. 環(huán)境科學(xué)研究. 2010(06)
[6]Fe2O3-TiO2磁性復(fù)合材料的制備及可見(jiàn)光催化性能[J]. 李秀瑩,王靖宇,王曉宇,蘇丹,韓喜江,杜耘辰. 高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[7]陶砂載Fe2O3-TiO2的制備及光催化性能研究[J]. 鞠春華,王福平. 低溫建筑技術(shù). 2009(01)
[8]納米TiO2光催化在廢水治理中的研究與應(yīng)用[J]. 胡濤,吳潔,何其中,嚴(yán)群. 水資源保護(hù). 2007(04)
[9]氮摻雜改性二氧化鈦光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 叢野,肖玲,陳鋒,張金龍. 感光科學(xué)與光化學(xué). 2007(02)
[10]Fe2O3/TiO2納米材料的制備及其紫外-可見(jiàn)光催化性能[J]. 劉宗耀,李立清,唐新村,劉重陽(yáng),高招,王曉剛. 現(xiàn)代化工. 2006(S1)
博士論文
[1]新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應(yīng)研究[D]. 徐建華.復(fù)旦大學(xué) 2007
碩士論文
[1]可見(jiàn)光響應(yīng)的TiO2納米顆粒的制備、表征及光響應(yīng)特性研究[D]. 胡振華.杭州師范大學(xué) 2015
本文編號(hào)：2920198
【文章來(lái)源】：環(huán)境科學(xué)研究. 2017年12期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)
【部分圖文】：
合成材料的氮?dú)馕矫摳降葴鼐�和BJH孔徑分布曲線
2O3-TEP(NH3)49.59474.71170.0584Fe2O3-TEP(O2，NH3)24.03566.67950.0401Fe2O3-TEP(NH3，O2)26.98656.79520.0458TEP(O2，NH3)1039.12767.81860.0765TEP(O2，NH3)541.92076.78390.0711TEP113.95322.60270.0741EP2.161415.73960.0085料，這可能是由于氧氣氛圍加速TiO2晶粒成長(zhǎng)和燒結(jié)，導(dǎo)致復(fù)合材料比表面積減小，而純氨氣煅燒時(shí)N元素的摻雜使得集聚分散，可以有效擴(kuò)大比表面積［8］所致．2.3XRD分析從衍射峰(101)(004)(200)(見(jiàn)圖2)可以看出，7種材料都屬于銳鈦礦型TiO2．圖2中并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的Fe2O3衍射峰，并且Fe2O3與TiO2的摩爾比僅為0.025，可以推測(cè)Fe2O3含量低［23］、粒徑小［24］，以微晶形式［25］在表面分散均勻而難以檢測(cè)．根據(jù)JADE(圖譜分析軟件)所得TEP、TEP(O2，NH3)5、TEP(O2，NH3)103種材料的平均晶粒尺寸分別為6.9、8.6、10.4nm，表明晶粒尺寸隨著高溫煅燒時(shí)間的增加而變大;Fe2O3-TEP(O2)、Fe2O3-TEP(NH3)、Fe2O3-TEP(O2，NH3)和Fe2O3-TEP(NH3，O2)的平均圖2合成材料的XRD圖Fig．2XRDpatternsforsyntheticsamples晶粒尺寸分別為12.3、10.1、13.1和12.9nm，表明純NH3氛圍下煅燒可使材料尺寸減�。�2.4SEM形貌分析由圖3可見(jiàn)，EP表面孔分布不均勻;TEP(O2，NH3)10表面有規(guī)則的圓形顆粒，是TiO2負(fù)載的緣故;Fe2O3呈現(xiàn)的圓形顆粒尺寸在20～30nm之間;Fe2O3-TEP(O2，NH3)的表面不平整，凸起更明顯，表明Fe2O3成功負(fù)載于TEP表面．圖4為Fe2O
第12期周顏霞等:Fe2O3?TiO2負(fù)載膨脹珍珠巖光催化降解羅丹明B圖3EP、TEP(O2，NH3)10、Fe2O3和Fe2O3-TEP(O2，NH3)的SEM圖Fig．3TypicalSEMimagesofEP，TEP(O2，NH3)10，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)e2O3-TEP(O2，NH3)圖4Fe2O3-TEP(O2，NH3)的EDS掃描能譜分析的元素面分布Fig．4EDSmapsofFe2O3-TEP(O2，NH3)譜圖．由圖5可見(jiàn)，C1s、O1s、Si2p、Ti2p分別在284.87、531.54、103.21和459.05eV處出峰．由XPS數(shù)據(jù)得到Fe2O3-TEP(O2，NH3)樣品中Ti2p的原子濃度為12.21at%．由O1s結(jié)合能的分峰擬合可見(jiàn)，XPS峰分別出現(xiàn)在530.2、531.2和532.7eV．其中530.2eV處的吸收峰歸屬于Fe2O3和TiO2中的晶格氧［26］，531.2eV歸屬于被吸附的水分子中的OH-［27］，532.7eV處的吸收峰代表O-［28］2;由N1s結(jié)合能的分峰擬合可見(jiàn)，在400.5eV出現(xiàn)的峰歸屬于O—Ti—N鍵［29］;由1965
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液產(chǎn)氫性能研究[J]. 李福穎,牛玉,王仁章. 環(huán)境科學(xué)研究. 2016(07)
[2]Fe2O3/TiO2異質(zhì)結(jié)的制備及光催化降解性能[J]. 閆磊磊,常薇,劉斌,岳萌萌,孫潤(rùn)軍. 紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]Fe摻雜TiO2催化劑制備及其光催化脫汞機(jī)理[J]. 代學(xué)偉,吳江,齊雪梅,吳強(qiáng),何平,李忺. 環(huán)境科學(xué)研究. 2014(08)
[4]水熱法制備磁性納米α-Fe2O3改性滌綸織物[J]. 宋杰瑤,馮紅蓮,張輝. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]CTMAB/TiO2表面修飾膨脹珍珠巖光催化降解水中對(duì)硝基苯酚[J]. 王小治,高芡芡,葛曉梅,雍衛(wèi)衛(wèi),封克. 環(huán)境科學(xué)研究. 2010(06)
[6]Fe2O3-TiO2磁性復(fù)合材料的制備及可見(jiàn)光催化性能[J]. 李秀瑩,王靖宇,王曉宇,蘇丹,韓喜江,杜耘辰. 高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[7]陶砂載Fe2O3-TiO2的制備及光催化性能研究[J]. 鞠春華,王福平. 低溫建筑技術(shù). 2009(01)
[8]納米TiO2光催化在廢水治理中的研究與應(yīng)用[J]. 胡濤,吳潔,何其中,嚴(yán)群. 水資源保護(hù). 2007(04)
[9]氮摻雜改性二氧化鈦光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 叢野,肖玲,陳鋒,張金龍. 感光科學(xué)與光化學(xué). 2007(02)
[10]Fe2O3/TiO2納米材料的制備及其紫外-可見(jiàn)光催化性能[J]. 劉宗耀,李立清,唐新村,劉重陽(yáng),高招,王曉剛. 現(xiàn)代化工. 2006(S1)
博士論文
[1]新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應(yīng)研究[D]. 徐建華.復(fù)旦大學(xué) 2007
碩士論文
[1]可見(jiàn)光響應(yīng)的TiO2納米顆粒的制備、表征及光響應(yīng)特性研究[D]. 胡振華.杭州師范大學(xué) 2015
本文編號(hào)：2920198
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