N掺杂对钛酸铋复合TiO2催化剂的形貌和性能的影响

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1、第 23卷第 2期中国有色金属学报2013年 2月Vol.23 No.2TheChinese JournalofNonferrous MetalsFeb. 2013文章编号：10040609(2013)02048708N 掺杂对钛酸铋复合 TiO2 催化剂的形貌和性能的影响石倩，任建坤，王玉萍，彭盘英，王维安(南京师范大学化学与材料科学学院，南京210097)摘要：以钛酸四丁酯、硝酸铋及尿素为前驱体，利用溶剂热法制备氮掺杂BixTiOyTiO2复合催化剂，利用X射线衍射(XRD)、紫外−可见漫反射(UVVis)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能

2、谱(XPS)和低温氮气吸附(BET)等手段对样品进行表征，以亚甲蓝为模型化合物，考察各催化剂在模拟太阳光下的光催化活性。结果表明：由于一定量的氮掺杂可增强催化剂中Bi12TiO20的含量，氮掺杂的复合催化剂在440~520nm处出现了较大的吸收；氮掺杂使催化剂从圆球形变为花瓣形，增大了催化剂的比表面积和羟基自由基的含量。氮掺杂量为0.15%(质量分数)的BNT2催化剂在250 W金卤灯模拟太阳光下照射3 h后，对20 mg/L的亚甲基蓝溶液的去除率为93.86%，比相同条件下BT和NT催化剂的去除效率分别提高了32%和37.31%。关键词：复合半导体；溶剂

3、热法；氮掺杂；光催化活性；功能材料中图分类号：O613.51；O614.41；O643.36 文献标志码：AEffectof Ndopingonmorphologyand property of bismuth titanate TiO2 composite catalystSHIQian,RENJiankun,WANGYuping,PENGPanying,WANGWeian (SchoolofChemistryand EnvironmentalScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097,China)Abst

4、ract:Ndoped BixTiOyTiO2compositecatalysts were prepared bysolvothermalsynthesis using tetrabutyltitanate,bismuthnitrateandureaasprecursors.TheparticleswerecharacterizedbyXraydiffractometry (XRD),ultravioletvisible diffusereflectance spectroscopy(UVVis),fieldemission scanningelectr

5、on microscopy(FESEM),Xrayphotoelectron spectroscopy(XPS) and BrunauerEmmettTeller(BET).Thephotocatalyticactivityofthe catalysts was investigated via photodegradation ofmethylene blue undersimulated sunlightirradiation.The results showthatthe contentofBi12TiO20increasesdueto nitrog

6、en doping.Asignificantabsorptionat440−520 nmforNdoped BixTiOyTiO2compositecatalysts appears,the catalysts turnfromsphericalintoa petalshape whichcan be ascribedto nitrogen doping resulting intheincreaseofsurface areaaswellascontentofhydroxylradicals.Thebestremovalrateofmethylene b

7、luesolution (20 mg/L)reaches 93.86%underHaloidlampof250 Wafter3 hwiththe nitrogen dosageof0.15%(massfraction),increaseby32%and 37.31%separatelycomparedwithBidoped TiO2and NdopedTiO2underthe sameconditions.Keywords:compound semiconductor;solvothermalmethod;Ndoping;photocatalyticact

8、ivity TiO2具有化学稳定性好、无毒、成本低等优点，度为3.