二氧化钛光催化实验数据处理.doc

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1、五、实验数据处理与分析（一）XRD表征锐钛矿型二氧化钛结构图一实验测得TiO2的XRD谱图参照锐钛矿和金红石的PDF卡片，对TiO2的结晶情况进行分析：图二锐钛矿的PDF卡片图三金红石的PDF卡片由图分析：锐钛矿的特征峰出现在2θ=25.325，37.841，48.074；红金石的特征峰出现在2θ=27.459，36.104，54.364。与所测的试样的图谱对比分析，可得：600℃时TiO2结晶谱图与锐钛矿的PDF卡片吻合，相对应的特征峰分别出现在2θ=25.04，37.54，47.84的位置，同时也有少量的金红石型TiO2，相应的特征峰分别出现在

2、2θ=27.16，35.86，54.84，但是对比出现在2θ=25.04和27.16两个位置的峰高，可以看出金红石型的二氧化钛量比较少，故600℃时，TiO2结晶为较纯的锐钛矿，略有一些金红石型二氧化钛存在。（二）紫外吸收光谱法表征锐钛矿型二氧化钛的光催化能力空白组1.根据朗伯-比尔定律：A=kcd根据在t=0时的吸光度，以及亚甲基兰溶液的c0值，可以求出亚甲基兰溶液的消光系数k：T=0时，A=1.184，c0=6mg/L=0.006g/L，d=1cm所以，k=197.33L/(g·cm)将求出的消光系数k值，代入公式，求出各时刻的溶液浓度。如表一

3、所示。t(min)Ak(L·g-1·cm-1）c0(g/L)d(cm)c(g/L)c/c0(c0-c)/c001.184197.330.00610.00601.00000.0051.139197.330.00610.00580.96200.04101.032197.330.00610.00520.87160.13150.937197.330.00610.00470.79140.21200.852197.330.00610.00430.71960.28250.764197.330.00610.00390.64530.35表一空白组紫外吸收光谱的数值2

4、.作图表征：（1）以c/c0为纵坐标（即对浓度做了归一化处理），时间t为横坐标作图，可以看出，亚甲基蓝溶液随着时间的增长，其浓度变化情况，如图四所示。图四亚甲基蓝溶液浓度随时间的变化分析：对测得的六点进行直线拟合，可以看出，随着时间的增长，由于在汞灯照射下光解，亚甲基蓝的浓度呈线性降低。（2）以（c0-c）/c0为纵坐标，以时间t为横坐标作图，可以看出亚甲基蓝的光降解效率。如图五所示。图五亚甲基蓝的降解效率分析：从图中可以看到，随时间增加在汞灯照射下，亚甲基蓝光解的效率呈线性增长，在照射25min后，效率达到35%~40%。实验组首先，测得在暗处理

5、前，吸光度A=1.254，在暗处理30min后，测得吸光度A=1.254，所以证明，亚甲基蓝的降解不是二氧化钛物理吸附的作用。1.根据朗伯-比尔定律：A=kcd根据在t=0时的吸光度，以及亚甲基兰溶液的c0值，可以求出亚甲基兰溶液的消光系数k：T=0时，A=1.254，c0=6mg/L=0.006g/L，d=1cm所以，k=209L/(g·cm)将求出的消光系数k值，代入公式，求出各时刻的溶液浓度。如表二所示。t(min)Ak(L·g-1·cm-1）c0(g/L)d(cm)c(g/L)c/c0(c0-c)/c001.2542090.00610.00

6、601.00000.000051.0452090.00610.00500.83330.1667100.4992090.00610.00240.39790.6021150.1712090.00610.00080.13640.8636200.0422090.00610.00020.03350.9665250.0192090.00610.00010.01520.9848表二实验组紫外吸收光谱的数值2.作图表征：（1）以c/c0为纵坐标（即对浓度做了归一化处理），时间t为横坐标作图，可以看出，亚甲基蓝溶液随着时间的增长，其浓度变化情况，如图六所示。图六亚甲

7、基蓝溶液浓度随时间的变化分析：对测得的六点进行曲线拟合，可以看出，随着时间的增长，由于在汞灯照射下光解，亚甲基蓝的浓度呈非线性降低，并且随着时间增长，降解速度逐渐减缓，在20min后，基本已经完全降解，降解速度也趋于停滞。（2）以（c0-c）/c0为纵坐标，以时间t为横坐标作图，可以看出亚甲基蓝的光降解效率。如图七所示。图七亚甲基蓝在二氧化钛光催化下的降解效率分析：从图中可以看到，随时间增加在汞灯照射下，亚甲基蓝光解的效率呈非线性增长，在照射25min后，效率已经接近100%。两组对照将空白组和实验组的c/c0~t和（c0-c）/c0~t图像放在一

8、个坐标系中对比：图八亚甲基蓝溶液浓度随时间的变化对比图九亚甲基蓝在二氧化钛光催化下的降解效率对比分析：根据图八、图九实验组