SSnO_2共掺杂TiO_2的制备及光催化性能 优先出版.pdf

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1、第46卷第4期辽宁化工Vol.46，No.42017年4月LiaoningChemicalIndustryApril，2017S/SnO2共掺杂TiO2的制备及光催化性能邢锦娟，王莹，唐克（渤海大学，辽宁省功能化合物合成与应用重点实验室，辽宁锦州121013）摘要：以硫脲作为S源、氯化锡作为Sn源，水热合成法制备了S/SnO2共掺杂的TiO2粉体。通过-1XRD、SEM对产物进行了表征，采用UV光谱研究了所得产品的光催化效果。以质量浓度为0.02g·L甲基橙水溶液为模拟污染物。实验结果表明：水热合成出的产品粒径较小，约14nm左右，SnCl4的加入不仅

2、与C16H36O4Ti竞争水源，而且对于产品有一定的分散效果。光催化活性实验结果表明：当紫外灯照射时间达到1h时，甲基橙基本降解完毕，脱色率达到95%以上。关键词：TiO2；共掺杂；光催化；脱色率中图分类号：O643.3文献标识码：A文章编号：1004-0935（2017）04-0334-03DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2017.04.007二氧化钛作为一种光催化材料已成为应用前景洗涤、干燥、煅烧3h，得S-TiO2产物。较广的光催化材料之一。然而二氧化钛自身本征禁（2）将上述水热反应前溶液中缓慢加入定量氯带宽度

3、较大，只能被紫外光激发，不能充分利用太化锡的醇水溶液，搅拌30min。控制水热反应温度阳光，大大缩小了TiO2的应用范围。为了缩小TiO2为180℃，反应4h，离心、洗涤、干燥后煅烧3h，的禁带宽度，提高其对可见光的响应，较为广泛的得S/SnO2共掺杂TiO2粉体。研究为通过TiO2的体系掺杂或表面改性等有效的将1.3光催化性能实验TiO2的光谱扩宽到可见光范围。自从2001年，Asalli准确称量0.2g上述产品，放入盛有500mL、[1]等首次报道了氮掺杂可以使TiO2的带隙变窄，且-1质量浓度为0.02g·L的甲基橙水溶液反应器中，不降低自身的紫

4、外光活性，这掀起了N、S、C、卤避光环境下搅拌1.5h达到吸附平衡。自制光催化实素等多种非金属元素或金属元素掺杂TiO2的研究热验装置，采用175W紫外高压汞灯作为光源。经过[2-4]潮。最近发现，过渡金属/非金属元素共掺杂、金-1-1分别为2000r·min的粗分离以及8000r·min的属/非金属共掺杂比单一非金属元素掺杂更能使高速离心分离出清液，待测。[5-6]TiO2活性增强。采用紫外分光光度计进行光谱分析，光谱范围本文选用氯化锡为Sn源、硫脲为S源，制备了设定300~600nm。活性较强的共掺杂体系，通过XRD、SEM对产物进行了表征。此外，

5、以甲基橙水溶液为模拟污染物，2产品表征研究了共掺杂体系的可见光催化性能。2.1产品X射线粉末衍射（XRD）结果分析1实验部分产品XRD谱图如图1所示，450℃时TiO2及S/TiO2结晶度较好，在（101）、（004）、（200）、（105）1.1主要试剂处出现特征峰，如图中1-①、②所示。掺杂Sn后，硫脲、钛酸丁酯、无水乙醇、五水合四氯化锡，如1-③所示，在（110）、（101）、（211）出现了SnO2以上试剂均为分析纯。实验用二级去离子水。特征峰，说明在TiO2表面包覆SnO2或有SnO2混杂1.2样品制备（1）将20mL钛酸丁酯与无水乙醇配成体

6、积在产物中。随着温度的升高，如图1-④在（110）比为1∶1的混合液，得溶液A；称取3.5g硫脲，中出现了金红石型的TiO2特征峰，说明当煅烧温度充分溶解于无水乙醇与水的混合液中，得溶液B；升高，锐钛矿TiO2逐渐转变为金红石TiO2，SnO2衍将溶液B缓慢滴加到溶液A中，搅拌30min。将混射峰的强度变大，峰宽逐渐变窄，衍射峰变得尖锐，说明晶化特征逐渐明显，晶体结构愈趋完善。合液转移至水热釜中，在180℃下反应4h，离心、基金项目：辽宁省教育厅创新团队项目，项目号：LT2015001,国家自然科学基金项目，项目号：21606023。收稿日期：2017

7、-03-04作者简介：邢锦娟（1980-），女，高级实验师，硕士，山西省原平市人，2015年毕业于沈阳工业大学化学工程专业，研究方向：从事功能材料方面的研究工作。第46卷第4期邢锦娟，等：S/SnO2共掺杂TiO2的制备及光催化性能335A图1产物XRD谱图B根据Scherrer公式：D=Kλ/(βcosθ（其中)K=0.89；λ=0.1541nm；β为半高宽；θ为Bragg角）计算可得样品粒度粒径为14nm。2.2产品扫描电镜（SEM）分析ACB图3不同煅烧温度下样品扫描电镜图（A：450℃，B：550℃，C：600℃）从图中可以看出，当煅烧温度为4

8、50℃时，产品大致均一，如图A所示。对比无Sn掺杂样品图2-A，产物中有部分混杂物生成，掺杂造