含钛多元多孔光催化材料制备及其性能的研究

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1、一沈阳理工大学硕十学位论文～——————————————————————————————————-=——=二_———一．摘要Ti02作为重要的半导体光催化剂，因具有良好的光催化活性、稳定的光化学性能、无毒性、低成本、使用寿命长而备受研究者关注。然而Ti02也存在着带隙能较宽，光生电荷复合速度快的缺陷，克服这方面缺点的有效手段之一就是掺杂调控技术。目前非金属掺杂已经是掺杂调控研究的热点，本文主要利用具有缺电子结构的非金属B改性提高Ti02光催化性能。本文采用溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备出了二元B．Ti02和三元Al—B—TiO，、La

2、—B—Ti02光催化材料，主要通过xRD、sEM、R锄an、FT-IR、xPs以及N2等温脱附吸附等手段对二元B—Ti02进行了表征，对三元A1．B．Ti02、La—B—Ti02进行了BET比表面和BJH孔径分布分析。主要分析和研究了B的掺杂量及煅烧温度对Ti02纳米颗粒结构、表面形貌、晶型转变与表面离子价态变化、比表面和孔径分布以及对甲基橙光催化性能等的影响，初步分析了Al—B、La．B共掺杂下对Ti02孔径分布和降解甲基橙性能的影响。通过实验研究得出：1)溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备的二元B．Ti02，B的最佳掺杂量都为3％，B

3、的掺杂量都对Ti02晶粒的生长起一定的抑制作用；不同方法制备出的B—Ti02晶粒尺寸、BEl7比表面积和孔径分布不相同；B掺杂量对Ti02表面形貌没有显著的影响；但B在Ti02中的存在状态发生了变化，溶胶凝胶法制备的B．Ti02样品，B主要进入Ti02晶格间隙形成固溶体，以B．O．Ti形式存在；而溶剂热合成法制备的B-Ti02，B主要是占据Ti02晶格O的位置，以B．Ti．O的形式存在。对比光催化降解甲基橙的效率，溶剂热合成法制备的B．Ti02要高于溶胶凝胶法制备的。2)两种方法制备的B．Ti02样品的最佳煅烧温度都为400℃，随着

4、煅烧温度的升高，制备的B．Ti02晶粒尺寸逐渐增大，平均孔径都有所增大，比表面积逐渐减小：煅烧温度对研02表面形貌没有明显的影响；煅烧温度的变化会对B存在的状态产生影响，分析显示溶胶凝胶法制备的3％B．Ti02中的B．O．Ti结构会随着温度的升高而达堕望三叁堂堡主堂篁笙壅———————————————————————————————一。减少。3)制备的三元A1．B．Ti02和La．B．Ti02样品对甲基橙的光催化降解效率均低于二元B．Ti02，但吸附性能都有所增大。关键词：光催化；B掺杂；煅烧温度；溶胶凝胶法；溶剂热合成法；甲基橙—

5、——————型婴堡塑坠塑塑AbstractJ1U2wasconslderedasanimport舭ts锄iconductingoxidephotocatalystduetoitshi曲lyefflcient，ch锄icallystable，nontoxic，relativelyineXpensiveaIld10ngseⅣicelife．KcSearche玛wereatn．actedbyadvantagesofTi02．However，Ti02alsohassomede士1ect8印chaSitsIargeb锄dgap，觚drecom

6、binationratesofphotogen吲edeleC仃onsaIldholesareVeryquickly·TooVercometheshortcomings，dopingcontr01technologywasconslderedasoneoftheeff-ectiVem黜s．Atpresent，non．metallicdopinghavealreadybeenthehotspotinthestudyfieldofd叩ingcon仃D1．Non-metallice1锄entboronwasmainlyusedinthisp

7、apert0improVeTi02photocatalysisperfomallce．Inthisp印er，B-Ti02，A1-B—Ti02a11dLa—B—Ti02werepr印aredviasol—gdmetllodandsolVomenllalm甜lod．Tllee仃ectsofborondopingcontentaIldcalcin撕onteI】1peratureonmes仉lctllralpropertiesofB—Ti02wereinvestigatedbypo、VderX．raydi伍bction(XRD)，scall

8、llingelecl嚏Dnmicroscope(SEM)，R锄anspectnlnl，F1’-IR，天‘rayphl’toelec仃0nspectnlm()(PS)a11dN2-adso印tionanddesorption，andph