氮摻雜與硼摻雜納米二氧化鈦可見光催化劑的研究.pdf

1、在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，TiO2因具有優(yōu)越的光催化性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能、低成本、無毒害等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的廣泛關(guān)注，廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、太陽能電池和氣敏材料等領(lǐng)域。但由于TiO2的帶隙較寬，只能被λ＜387.5nm的紫外光激發(fā)，極大地制約了對(duì)太陽能的有效利用。因此如何使其在可見光激發(fā)下產(chǎn)生活性，對(duì)二氧化鈦進(jìn)行修飾改性并提高其量子產(chǎn)率成為目前光催化研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文采用水熱法和沖擊波法制備了系列氮摻雜TiO2光催化劑和硼摻

2、雜TiO2光催化劑，并對(duì)其制備及光催化活性進(jìn)行了研究。論文研究取得如下成果:
　　 (1)以鈦酸四丁酯、水合肼為前驅(qū)體通過水熱法合成出系列N摻雜納米TiO2光催化劑?？疾炝瞬煌琾H值、反應(yīng)溫度、摻雜量等因素對(duì)TiO2結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響，發(fā)現(xiàn)N摻雜能有效抑制TiO2晶粒的長(zhǎng)大，并使其光吸收邊發(fā)生紅移。在反應(yīng)體系pH值為7、180℃的條件下，得到的催化劑含氮量為2.41％(at.％)，對(duì)羅丹明B的催化降解活性最好。
　　

3、 (2)采用沖擊波的方法對(duì)富氮摻雜物C2N4H4分別與P25TiO2和偏鈦酸的粉末混合物進(jìn)行沖擊加載，結(jié)果表明，以P25為原料的沖擊氮摻雜濃度可達(dá)8.88％(at.％)，具有明顯的可見光吸收，能帶寬度減小到1.75eV，樣品中同時(shí)形成了少量srilankite高壓相。而以偏鈦酸為原料的沖擊氮摻雜濃度為3～4％，能帶寬度變化較小，由于獨(dú)特的沖擊脫水膨脹機(jī)理而使比表面積劇增。沖擊氮摻雜樣品對(duì)亞甲基藍(lán)和羅丹明B有較好的吸附和可見光催化降解活性

4、，其中高飛片速度處理樣品有最高的光催化降解活性。
　　 (3)分別以硼氫化鈉和硼酸為硼源采用水熱法制備了B摻雜TiO2催化劑。結(jié)果表明，硼源的最佳加入量分別為0.1g和6g，能提高B/TiO2的催化活性。在反應(yīng)體系pH值為7、180℃的條件下，制備的B/TiO2對(duì)羅丹明B的催化活性最好。兩種硼源硼加入量對(duì)TiO2的可見光催化活性影響規(guī)律是相似的。
　　 (4)本文還對(duì)TiO2納米管做了初步的研究，水熱條件下合成出直徑在1