掺铜纳米TiO2材料的制备及光催化性能.pdf

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1、第３２卷第３期陕西科技大学学报Vol．３２No．３　２０１４年６月JournalofShaanxiUniversityofScience&TechnologyJun．２０１４倡文章编号：１０００‐５８１１（２０１４）０３‐００５７‐０５掺铜纳米TiO2材料的制备及光催化性能１１１１２高淑雅，董亚琼，刘杰，陈维铅，吕磊（１．陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安　７１００２１；２．上海天马有机发光显示技术有限公司，上海　２００１２０）摘要：以钛酸丁酯、硝酸铜为原料，采用溶胶‐凝胶法制备了掺铜纳米TiO２材料，通过XRD对样品结构进行表征．用卤钨灯作为光源、甲基橙溶液作为光催化反应污染物，考

2、察了Cu掺杂量和焙烧温度对样品光催化性能的影响，并进一步研究了甲基橙溶液pH值、催化剂用量、反应时间等影响光催化降解效果的重要因素．结果表明，TiO２样品中Cu的掺杂量为５％，焙烧温度为５００℃，甲基橙溶液pH值为５，催化剂用量为１．０g／L，光催化反应２．５h时，甲基橙的降解率达到６３％．关键词：TiO２；铜掺杂；溶胶‐凝胶；光催化中图法分类号：O６４３　　　　文献标识码：APreparationofCu‐dopednanometerTiO２materialsanditsphotocatalyticperformance１１１１２GAOShu‐ya，DONGYa‐qiong，LIUJie

3、，CHENWei‐qian，LVLei（１．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xi′an７１００２１，China；２．ShanghaiTianmaOrganicLight‐EmittingDisplayTechnologyCo．，Ltd．，Shanghai２００１２０，China）Abstract：Cu‐dopednanometerTiO２materialswerepreparedwithtetrabutyltitanateandcu‐pricnitrateasrawm

4、aterialsbysol‐gelmethod．ThestructuresoftheCu‐dopednanometerTiO２materialswerecharacterizedbyXRD．Usinghalogentungstenlampasilluminationde‐vice，andmethylorange（MO）solutionasstimulantpollutant，thedopingamountofCuandcalcinationtemperaturewereinvestigatedonphotocatalyticpropertiesofthephotocatalyst．Andt

5、heseveralimportantfactorsaffectingphotocatalyticdegradation，includingpHvalueofMOsolution，catalystdosageandreactiontime，werestudiedfurther．TheresultsshowthatthedecolorizationrateofMOcanreach６３％in２．５h，whenthecontentofCuis５％，calcina‐tiontemperatureis５００℃，theamountofcatalystis１．０g／LandpHvalueofMOsolut

6、ionis５．Keywords：TiO２；Cudoped；sol‐gel；photocatalysis倡收稿日期：２０１４‐０２‐１１基金项目：陕西科技大学研究生创新基金项目作者简介：高淑雅（１９６２－），女，陕西渭南人，教授，研究方向：新型玻璃材料·８５·陕西科技大学学报第３２卷TiO２粉体．重复上述步骤，不添加硝酸铜晶体，可0引言制得纯TiO２粉体．日益严重的环境污染，已经严重地影响了人类１．２　粉体表征的生活和发展，在各种环境污染中，最普遍、最主要采用日本理学D／max‐２２００PC型X射线衍射和影响最大的是化学污染．因而，有效地控制和治仪对样品结构进行表征，测试条件为：Cu靶Kα射

7、理各种化学污染物对构成人类生存最基本的水资线，电压为４０kV，电流为４０mA，扫描步长为源、土壤和大气环境的破坏是环境综合治理中的重０．０２°，扫描范围为１５°～７０°．依据衍射图谱，利点，开发能把各种化学污染物无害化的实用技术是用Scherrer公式计算纳米粒子的粒径．Scherrer公［１］环境保护的关键．由于纳米TiO２具有较大的比式如下：表面积、较高的光化学稳定性、较强的氧化还原性Kλ［２］d＝（１）及无毒、低成