Cu/非金属-TiO2粉体的制备与光催化性能研究

摘要

为了提高TiO2的可见光催化降解性能，本文以钛酸四丁酯为钛源、三水硝酸铜为铜源、尿素为氮源、葡萄糖为碳源、硫脲为硫源，采用溶胶凝胶法，制备光催化剂样品。然后在12W的日光灯照条件下，利用制备的催化剂样品进行光催化降解罗丹明B的试验。最后对催化降解效果好的样品，进行XRD、SEM、IR和比表面积表征分析。　　当钛酸四丁酯的用量为5mL，冰醋酸的用量为4mL，蒸馏水的用量为5mL，无水乙醇的用量为30mL，溶液的pH为2～3，陈化时间为72h，干燥温度为80℃，焙烧温度为400℃时，未掺杂样品的催化降解率最高，为28.55％。　　当Cu与Ti物质量之比为0.01，干燥温度为80℃，焙烧温度为500℃时，降解率达到70%；当N与Ti物质量之比为0.6，干燥温度为80℃，焙烧温度为600℃时，降解率达到65.3%；当C与Ti物质量之比为0.01，干燥温度为80℃，焙烧温度为500℃时，降解率达到63.5%；当S与Ti物质量之比为0.1，干燥温度为80℃，焙烧温度为600℃时，降解率达到64.5%。　　当焙烧温度为500℃时，Cu，N双掺杂的催化降解效果最好，催化降解率达到了88.5%；对Cu，N双掺杂的TiO2样品进行优化试验，结果表明，当催化剂用量为0.8g/L，溶液pH值为6，溶液溶度为10mg/L，催化降解时间为4h时，催化降解率达到了91.5%。　　相比未掺杂的TiO2催化样品，掺杂改性的TiO2催化样品具有更大的比表面积，红外吸收峰宽化，样品的相貌更加完善，粒度分布均匀，颗粒粒径小。同时由于金属与非金属之间的协同作用，双掺杂样品的催化降解性能优于单掺杂的。

目录

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致谢

1 绪论

1.1 引言

1.2 二氧化钛的制备方法

1.3 二氧化钛的掺杂改性研究

1.4 影响二氧化钛催化剂催化活性的因素

1.5 本论文的研究意义及目的

1.6 本论文的研究方案

1.7 本论文实验的技术路线

2 纳米粉体的制备

2.1 实验原料与主要的设备

2.2 纳米二氧化钛的制备

2.3 单一元素掺杂二氧化钛的制备

2.4 双元素掺杂二氧化钛的制备

2.5 本章小结

3 纳米粉体的光催化实验研究

3.1 纳米二氧化钛光催化降解罗丹明B的实验分析

3.2 单元素掺杂二氧化钛催化降解罗丹明B的实验分析

3.3 双元素掺杂二氧化钛催化降解罗丹明B的结果与分析

3.4 铜氮双掺杂二氧化钛催化降解罗丹明B的优化实验

3.5 本章小结

4 纳米粉体的表征及催化降解机理研究

4.1 表征手段

4.2催化样品的表征结果与分析

4.3 催化剂催化降解罗丹明B的机理探究

4.4 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历

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