活性碳纖維負(fù)載稀土-碳共摻雜納米TiO-,2-的制備及其性能研究.pdf

1、為了克服納米TiO2禁帶寬度較寬、光響應(yīng)范圍窄的弱點(diǎn)，在溶膠-凝膠法制備納米TiO2的過(guò)程中，采用碳和稀土金屬中的釹/鈰對(duì)TiO2進(jìn)行共摻雜修飾，通過(guò)對(duì)低濃度亞甲基藍(lán)溶液的降解考察其光催化能力。并分別采用偶聯(lián)法和溶膠-凝膠法將制備出的催化劑負(fù)載到活性碳纖維(ACF)上，通過(guò)循環(huán)脫色實(shí)驗(yàn)比較了兩種負(fù)載方法的效果。 研究結(jié)果表明：Nd/C共摻雜樣品中，TiO2的晶型均為銳鈦礦型，Nd和C的摻雜均能抑制TiO2粒徑的生長(zhǎng)，UV-vis

2、漫反射結(jié)果顯示Nd摻雜樣品在可見(jiàn)光區(qū)出現(xiàn)明顯的吸收峰，XPS分析得出C取代了TiO2中的O形成C-Ti鍵，而Nd取代了Ti改變了TiO2的晶格結(jié)構(gòu)。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)Nd:C:Ti摩爾比為0.006:0.15:1，40℃溶膠，550℃煅燒，升溫速率為5℃·min-1時(shí)，制備的TiO2-Nd-C活性最高，白熾燈下，當(dāng)催化劑投加量為2 g·L-1，體系pH值為3時(shí)，共摻雜催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的脫色率2 h后達(dá)24.8％。 Ce

3、/C共摻雜樣品中TiO2的晶型也以銳鈦礦型為主，并且Ce對(duì)TiO2粒徑生長(zhǎng)的抑制作用比Nd更明顯，摻雜后樣品的紅移效果也優(yōu)于Nd摻雜樣品。XPS表征顯示：Ce取代了Ti改變了TiO2的晶格結(jié)構(gòu)，并以Ce3+和Ce4+兩種價(jià)態(tài)存在。催化劑制備的優(yōu)化條件為：Ce:C:Ti摩爾比為0.002:0.30:1，煅燒溫度：650℃，升溫速率：8℃·min-1。白熾燈下，2 h對(duì)低濃度亞甲基藍(lán)溶液脫色率達(dá)63.2％。 分別采用偶聯(lián)法與溶膠-凝