發(fā)布時間：2017-06-09 19:01

  本文關鍵詞：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】：在半導體材料中，TiO2因具有光催化活性高、無毒副作用、化學穩(wěn)定性好、使用安全、價格低廉等特點而得到廣泛研究。但由于TiO2具有較大的禁帶寬度，只能被太陽光中的紫外光所激發(fā)，因而對太陽能利用率較低。此外，產生的光生電子和光生空穴也十分容易復合以致降低光量子產率�；谝陨弦蛩兀疚囊遭佀嵴□殁佋�，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，分別采用XRD、FI-IR、UV-Vis DRS、BET和光催化降解羅丹明B對其結構和光催化性能進行了研究。 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，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小于純TiO2，說明鈷錫摻雜抑制TiO2晶粒的生長。同時，鈷錫摻雜能使TiO2的禁帶寬度變窄，拓寬TiO2的光響應范圍至可見光吸收區(qū)域，但煅燒溫度對樣品的可見光響應性能的提高并沒有顯著效果。光催化性能測試結果表明，煅燒溫度為500℃，共摻雜10%Sn和1%Co(均為質量分數)的TiO2催化劑，在可見光照射下對羅丹明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。另外，Co-Sn/TiO2/SiO2催化劑在可見光范圍均有可見光響應能力。光催化性能測試結果表明，與Co-Sn/TiO2系列催化劑相比，Co-Sn/TiO2/SiO2系列催化劑對羅丹明B的降解率明顯得到提高，均達到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。另外，Co-Sn/TiO2/WO3催化劑在可見光范圍均有可見光響應能力。光催化性能測試結果表明，當WO3的質量分數為4%時，相應的Co-Sn/TiO2/WO3催化劑對羅丹明B的光催化效率最高，達88.09%。
【關鍵詞】：Co、Sn共摻雜 光催化劑 可見光響應 TiO2
【學位授予單位】：浙江農林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O614.411;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 緒論9-18
• 1.1 TiO_2的晶體結構和光催化機理9-11
• 1.1.1 TiO_2的晶體結構9-10
• 1.1.2 TiO_2的光催化機理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 半導體復合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容17-18
• 2. 實驗材料和研究方法18-23
• 2.1 主要化學試劑及實驗設備18
• 2.1.1 主要化學試劑18
• 2.1.2 主要實驗設備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 實驗對象的選擇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 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41-42
• 4. Co-Sn/ TiO_2/ SiO_2復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50-51
• 5. Co-Sn/ TiO_2/WO3復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59-61
• 6.結論61-63
• 參考文獻63-68

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