Fe3+-B摻雜TiO2納米管陣列的制備及其可見光催化性能研究.pdf

1、納米級TiO2光催化劑作為當前最具應用潛力的一種寬禁帶n型半導體材料因其具有氧化能力強、化學穩(wěn)定性能好、光催化效率高、不產(chǎn)生二次污染、對低濃度污染物及氣相污染物都有很好的祛除效果且對污染物吸附能力強等優(yōu)點而備受關注,有望成為最具應用前途的綠色環(huán)保型催化劑。TiO2納米管陣列是TiO2粉體的一種存在形式,因其具有更大的比表面積、更高的光催化活性和更強的吸附能力,使其在光催化降解、光解水制氫、染料敏化太陽能電池、傳感器材料等領域具有廣泛的應

2、用前景。與傳統(tǒng)的TiO2粉體一樣,TiO2納米管是寬禁帶半導體(3.2eV,吸收波長387nm),需要在紫外光的激發(fā)下才能顯示催化活性,光能利用率低,同時光生電子-空穴對極易復合,導致量子效率低。針對以上缺點本文嘗試用離子進行摻雜,目的一是將捕獲阱引入到TiO2晶格中,有效分離光激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對,提高光催化劑的效率;二是降低光生電子的激發(fā)能量,使其激發(fā)光源波長范圍向可見光方向移動。
　　 本論文以金屬離子Fe、非金屬離子B

3、元素為摻雜源對TiO2納米管進行修飾改性,利用陽極氧化法制備了金屬、非金屬摻雜及金屬／非金屬共摻雜的TiO2納米管陣列,通過電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、紫外-可見漫反射光譜(UV-vis)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)等對樣品的表面形貌、晶型轉(zhuǎn)變、晶相組成、可見光吸收性能等進行了考察,并以甲基橙為目標降解物模擬有機廢水,以太陽光為光源,以摻雜改性的TiO2納米管陣列為光催化劑研究了其可見光光催化活性。得到了以下結果: