納米摻雜二氧化鈦的制備及應用研究.pdf

1、作為半導體材料光催化劑，納米TiO2由于化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、成本低等優(yōu)點而具有廣泛的前景。但TiO2僅能吸收太陽光中的紫外部分，且光生電子與空穴容易復合，因此，光催化效率不高。摻雜改性來提高TiO2光催化效率是有效手段之一。本研究中，把WO3和Fe3+摻入TiO2粒子以提高TiO2光催化性能。
　　本研究課題以鈦酸四丁為前驅(qū)體，溶膠-凝膠法制備納米TiO2、納米WO3/TiO2和納米Fe3+/TiO2粉體，并采用透射電子顯微鏡(T

2、EM)、X光衍射(XRD)、光催化性能的測試，對粉體的平均粒徑、形貌和光催化性能等進行了表征。本研究中還利用熱重分析儀，在10K/min、15K/min、20K/min、40K/min升溫速率下采用Kissinger法對納米TiO2和WO3/TiO2進行熱分析，得出TiO2的分解活化能為94.014KJ/mol，WO3/TiO2的分解活化能為98.680KJ/mol。用光催化降解甲基橙(5mg/L，pH=4)來測試純TiO2、WO3/T

3、iO2納米粉體和Fe3+/TiO2納米粉體的光催化效果，其中粉體光催化劑為0.0200g。分析結果表明，550℃下煅燒的得到的TiO2的粒徑在13.5nm左右，呈球狀，其光催化性能較其他溫度得到的樣品要好，對甲基橙的降解率為90.54％。用溶膠-凝膠法制備的摻雜WO3的TiO2納米粉體顆粒細小均勻，形狀完整，外觀呈球形，平均粒徑約為9nm。通過對樣品的光催化性能測試，得知550℃下煅燒得到的WO3/TiO2的光催化性能較好，對甲基橙的降

4、解率達到95.60%。用溶膠-凝膠法制備的摻雜Fe的TiO2納米粉體顆粒均勻，外觀為球狀，平均粒徑約為13.5nm。通過對樣品的光催化性能測試，得知550℃下煅燒得到的Fe3+/TiO2的光催化性能較好，對甲基橙的降解率達到93.21%。
　　本研究將納米TiO2光催化劑應用在RDX廢水處理。在pH=3～4時，用0.0200gTiO2光催化劑在紫外燈下催化降解20mL濃度為200mg/L的RDX溶液，經(jīng)5h后RDX廢水的降解率能達