本文關(guān)鍵詞：改性TiO_2光催化劑的制備、表征及可見光催化降解羅丹明B性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在半導(dǎo)體材料中，TiO2因具有光催化活性高、無(wú)毒副作用、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用安全、價(jià)格低廉等特點(diǎn)而得到廣泛研究。但由于TiO2具有較大的禁帶寬度，只能被太陽(yáng)光中的紫外光所激發(fā)，因而對(duì)太陽(yáng)能利用率較低。此外，產(chǎn)生的光生電子和光生空穴也十分容易復(fù)合以致降低光量子產(chǎn)率。基于以上因素，本文以鈦酸正丁酯為鈦源，采用溶膠-凝膠法，分別制備了鈷、錫共摻雜的Co-Sn/TiO2光催化劑，以及Co-Sn/TiO2/SiO2與Co-Sn/TiO2/WO3催化劑。同時(shí)，分別采用XRD、FI-IR、UV-Vis DRS、BET和光催化降解羅丹明B對(duì)其結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行了研究。 1.在Co、Sn共摻雜的TiO2光催化劑體系中，所有樣品均為金紅石型，，并屬納米級(jí)，煅燒溫度的升高并未改變催化劑的晶相；鈷錫共摻雜的TiO2催化劑的晶粒尺寸遠(yuǎn)小于純TiO2，說(shuō)明鈷錫摻雜抑制TiO2晶粒的生長(zhǎng)。同時(shí)，鈷錫摻雜能使TiO2的禁帶寬度變窄，拓寬TiO2的光響應(yīng)范圍至可見光吸收區(qū)域，但煅燒溫度對(duì)樣品的可見光響應(yīng)性能的提高并沒(méi)有顯著效果。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，煅燒溫度為500℃，共摻雜10%Sn和1%Co(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))的TiO2催化劑，在可見光照射下對(duì)羅丹明B的降解在Co-Sn/TiO2系列催化劑中最好，為73.26%。 2.在得到的最優(yōu)摻雜量與最優(yōu)煅燒溫度的基礎(chǔ)上制備的Co-Sn/TiO2/SiO2催化劑均為銳鈦礦型， SiO2含量的增加能夠抑制Co-Sn/TiO2/SiO2催化劑晶粒尺寸的生長(zhǎng)。另外，Co-Sn/TiO2/SiO2催化劑在可見光范圍均有可見光響應(yīng)能力。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，與Co-Sn/TiO2系列催化劑相比，Co-Sn/TiO2/SiO2系列催化劑對(duì)羅丹明B的降解率明顯得到提高，均達(dá)到90%以上。 3.在得到的最優(yōu)摻雜量與最優(yōu)煅燒溫度的基礎(chǔ)上制備的Co-Sn/TiO2/WO3催化劑均為銳鈦礦型，且WO3含量的增加能夠抑制Co-Sn/TiO2/WO3催化劑晶粒尺寸的生長(zhǎng)。另外，Co-Sn/TiO2/WO3催化劑在可見光范圍均有可見光響應(yīng)能力。光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)WO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，相應(yīng)的Co-Sn/TiO2/WO3催化劑對(duì)羅丹明B的光催化效率最高，達(dá)88.09%。
【關(guān)鍵詞】：Co、Sn共摻雜 光催化劑 可見光響應(yīng) TiO2
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O614.411;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 緒論9-18
• 1.1 TiO_2的晶體結(jié)構(gòu)和光催化機(jī)理9-11
• 1.1.1 TiO_2的晶體結(jié)構(gòu)9-10
• 1.1.2 TiO_2的光催化機(jī)理10-11
• 1.2 提高 TiO_2光催化性能的常用方法11-15
• 1.2.1 表面染料光敏化11
• 1.2.2 貴重金屬沉積11-12
• 1.2.3 半導(dǎo)體復(fù)合12-13
• 1.2.4 離子摻雜13-15
• 1.3 TiO_2材料的主要制備方法15-17
• 1.3.1 氣相法15-16
• 1.3.2 液相法16
• 1.3.3 固相法16-17
• 1.4 本論文研究的意義和內(nèi)容17-18
• 2. 實(shí)驗(yàn)材料和研究方法18-23
• 2.1 主要化學(xué)試劑及實(shí)驗(yàn)設(shè)備18
• 2.1.1 主要化學(xué)試劑18
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備18
• 2.2 光催化劑的表征18-20
• 2.2.1 X 射線衍射(X-ray diffraction ,XRD)18-19
• 2.2.2 紫外可見漫反射光譜分析19
• 2.2.3 比表面積測(cè)試19-20
• 2.2.4 傅里葉變換紅外光譜20
• 2.3 TiO_2的光催化性能研究20-23
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選擇20-21
• 2.3.2 光催化降解羅丹明 B21-23
• 3. Co-Sn/TiO_2復(fù)合催化劑的制備及其可見光催化活性23-42
• 3.1 光催化劑的制備23-24
• 3.1.1 TiO_2光催化劑23
• 3.1.2 Co-Sn/TiO_2光催化劑23-24
• 3.1.3 不同煅燒溫度下的 Co-Sn/TiO_2光催化劑24
• 3.2 催化劑表征結(jié)果與討論24-33
• 3.2.1 樣品的 XRD 分析24-25
• 3.2.2 樣品的 FI-IR 分析25-26
• 3.2.3 樣品的紫外可見漫反射分析26-28
• 3.2.4 樣品的 BET 測(cè)試分析28-31
• 3.2.5 樣品的光催化活性研究31-33
• 3.3 溫度對(duì) Co-Sn/ TiO_2光催化劑的影響33-41
• 3.3.1 樣品的 XRD 分析33-34
• 3.3.2 樣品的 FI-IR 分析34-35
• 3.3.3 樣品的紫外可見漫反射分析35-37
• 3.3.4 樣品的 BET 測(cè)試分析37-39
• 3.3.5 樣品的光催化活性研究39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4. Co-Sn/ TiO_2/ SiO_2復(fù)合催化劑的制備及其可見光催化降解羅丹明 B42-51
• 4.1 Co-Sn/ TiO_2/SiO_2催化劑的制備42-43
• 4.2 催化劑表征結(jié)果與討論43-50
• 4.2.1 樣品的 XRD 分析43-44
• 4.2.2 樣品的 FI-IR 分析44
• 4.2.3 樣品的紫外可見漫反射分析44-46
• 4.2.4 樣品的 BET 測(cè)試分析46-48
• 4.2.5 樣品的光催化活性研究48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 5. Co-Sn/ TiO_2/WO3復(fù)合催化劑的制備及其可見光催化降解羅丹明 B51-61
• 5.1 Co-Sn/ TiO_2/SiO_2催化劑的制備51-52
• 5.2 催化劑表征結(jié)果與討論52-59
• 5.2.1 樣品的 XRD 分析52-53
• 5.2.2 樣品的 FI-IR 分析53
• 5.2.3 樣品的紫外可見漫反射分析53-55
• 5.2.4 樣品的 BET 測(cè)試分析55-57
• 5.2.5 樣品的光催化活性研究57-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 6.結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68

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