探究可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究姓名：李银辉申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：殷德宏20080610大连理工大学硕士学位论文摘要光催化技术具有反应条件温和、无污染、低能耗等特点，因而在环境保护、能源转换方面具有广阔的应用前景。在诸多半导体光催化材料中，由于Ti02具有化学稳定性好、光催化效率高、成本低、无毒等优点，在环境保护领域显示了广阔的应用前景。通过多种改性手段改善催化剂的活性，提高催化剂的光催化效率是将这一技术推向实际应用的重要环节，复合半导体是光催化剂改性的重要手段之一，也是最有效的途径之一。本文

2、以偏钨酸铵为钨源，正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(Ti(OBu)4)为前驱物，HCl为催化剂，采用溶胶凝胶法联合水热合成法制备了掺杂W03的Si02／Ti02(10／90)的复合光催化剂，用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(IⅣ_—Vis)、Zeta电位分析、BET和透射电镜(TEM)对样品进行了表征，并以甲基橙为模拟降解物评价了光催化剂的光催化性能，讨论了不同条件对光催化性能影响，例如：晶化时间、晶化温度、掺杂物质的量、表面活性剂、助催化剂、反应液pH值、煅烧温度等。结果表明：最佳热液合成时间为8h、合成温度

3、为1750C、W03的最佳掺杂量为1％、煅烧温度为8000C、反应液pH=3。W03拓展了锐钛矿Ti02的光响应范围，Si02增加了锐钛矿Ti02的热稳定性，并阻止了Ti02晶粒的聚集生长，所制各样品的大小为10-15rim。催化剂经重复利用后仍保持较高的催化效率。采用溶胶凝胶法联合溶剂热合成法制备了W03／Si02／Ti02(20／20／80)的复合光催化剂，用X射线衍射(XRD)、红外光谱(F1’_IR)、紫外可见漫反射光谱(IⅣ—Vis)、BET和透射电镜(TEM)对样品进行了表征，样品经500"C一8000C热处理后以锐钛矿形式存在，具

4、有较大的比表面积，远远大于纯Ti02,并以甲基橙为模拟降解物评价了光催化剂的光催化性能，粒子呈椭球形，粒径约为9-12nm。讨论了煅烧温度对光催化性能影响，结果表明：甲基橙的降解率随煅烧温度的升高先增加然后降低，煅烧温度为10000C样品的光催化活性最高。甲基橙降解的动力学研究表明，当起始浓度较低时，甲基橙的降解可用L广H模型描述，为准一级反应。甲基橙在催化剂表面的吸附对降解率也有很大的影响，催化活性与吸附强度呈火山型关系曲线，即具有中等吸附强度时，甲基橙的降解率最大。关键词：二氧化钛；改性；溶胶一水热合成；甲基橙；光催化降解；动力学可见光响应

5、型光催化剂的制备及其性能的研究ResearchonPreparationandPropertiesofVisible·-Light．-ActivityPhotocatalystofW03／Si02／Ti02AbstractPhotocatalysisisanattractiveapproachforenvironmentalprotectionandenergytransformationbecauseofitsadvantage，suchaslow-temperature，non．energyintensityandnon-pollution

6、．Amongsemiconductorphotocatalyticmaterialsinrecentyears，titaniumdioxidehasbeenwidelyusedforenvironmentalapplicationbecauseofmanyadvantages，suchasbetterchemicalstability，higherphotocatalyticefficiency，cheapnessandintoxicity．Photocatalystisthekeypartinphotocatalysis，andfurther

7、improvementonitsactivityandefficiencybyselectivesurfacetreatmentbymodifyingthepropertiesoftheparticlesisanessentialsteptoapplythisnoveltechnology．Complexsemiconductoristheoneofthemostimportantmodificationandthemostefficientmethod．W03dopedSi02／Ti02(10／90)nano-particlesweresyn

8、thesizedbyS01由&otllermalmethodfromammoniunltungstate，tetraethylorthosilicat