酸化焙烧高岭土负载铜、镍掺杂二氧化钛的制备及可见光催化性能研究

摘要

TiO2作为一种化学性质稳定、无毒、廉价的半导体氧化物，以其在紫外光下良好的光催化活性得到广泛关注，然而由于其自身缺陷（宽禁带、易流失、分离回收难），TiO2极难实际应用于有机污染废水的处理。为了提高TiO2在工业废水处理领域中的利用率，通常采用负载与掺杂等方法对TiO2进行改性。
　　本文以钛酸丁酯、硝酸铜、硝酸镍、高岭土等为原料，原位制备了X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）催化剂，以罗丹明B为模拟污染物评价其在可见光下的光催化活性，重点考察了制备过程中掺杂量、浸渍酸浓度、焙烧温度对其光催化活性的影响，实验结果证明，本文制备的催化剂在可见光下具有良好的光催化活性，催化剂X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）的掺杂量为1wt％Cu或0.75at%Ni，酸处理载体浓度为20%，催化剂焙烧温度为450℃，此时催化剂光催化效果最佳。
　　利用XRD、BET、EDS、TEM、FTIR、UV-Vis、XPS等表征手段对所制备的X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）催化剂结构和颗粒特性等进行了表征和分析。XRD测试结果表明催化剂X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）中同时存在锐钛矿型TiO2与金红石型TiO2；BET结果分析结果显示负载后载体的比表面积有所增加；HTEM及EDS测试结果表明催化剂表面存在Cu和TiO2，且TiO2的晶格间距发生变化；XPS结果表明 Ti、O的结合能降低，可能是由于掺杂物使 TiO2晶格间距发生变化导致的；Py-FTIR证明了该催化剂既含有B酸又含有L酸。

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第一章 文献综述

1.1前言

1.2 二氧化钛光催化的基本原理

1.3二氧化钛的制备方法

1.4 改性二氧化钛用于可见光催化的研究进展

1.5 二氧化钛的固定化研究进展

1.6 高岭土用于可见光催化的研究进展

1.7 光催化的应用

1.8 本文的工作

第二章 酸化焙烧高岭土的制备及其结构性能表征

2.1 主要试剂和仪器

2.2 改性高岭土的制备

2.3 样品的表征

2.4 催化活性评价

2.5 结果与讨论

2.6 样品的活性评价

2.7 本章小结

第三章 X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）复合光催化剂的制备及其性能研究

3.1 主要试剂和仪器

3.2. 制备流程

3.3 样品的表征

3.4 光催化剂活性评价

3.5样品表征结果与讨论

3.6 本章小结

第四章 X-TiO2/SO42-/CK(X=Cu、Ni) 光催化剂的制备影响因素及其性能研究

4.1 催化剂的制备

4.2 光催化活性的评价

4.3 掺杂量对X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）活性的影响

4.4 酸处理浓度对X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）活性的影响

4.5 焙烧温度对X-TiO2/SO42-/CK（X=Cu、Ni）活性的影响

4.6 本章小结

第五章 结论及存在的问题

5.1 结论

5.2 存在的问题

参考文献

致谢