球磨法制备Tm3+和Tm2O3掺杂TiO2及光催化活性研究

摘要

为了提高TiO2的光催化活性,优化球磨工艺,采用球磨法制备稀土金属Tm掺杂TiO2光催化剂,在300 W中压汞灯光照下,对模拟染料亚甲基蓝(MB)溶液进行降解,考察稀土金属Tm以离子态或氧化物掺杂TiO2的光催化活性,探究球磨中掺杂比、球料比对TiO2光催化活性的影响,并用XRD、UV-vis DRS、SEM-EDS等对催化剂进行表征.结果表明,Tm3+的存在可以诱导TiO2产生晶格畸变,Tm2O3/TiO2和Tm3+/TiO2对可见光产生响应,禁带宽度分别降低至2.97 eV和3.05 eV.当催化剂投入量为0.2 g·L-1,亚甲基蓝(MB)溶液浓度为25 mg·L-1,Tm3+/TiO2和Tm2 O3/TiO2的最佳掺杂比分别为2.5％和3％、球料比为4:1、球磨转速为500 rpm时,Tm3+/TiO2、Tm2O3/TiO2和纯TiO2的一级反应速率常数分别可达0.0689 min-1、0.0562 min-1和0.0263 min-1.