Mo掺杂对纳米TiO2结构和活性的影响

摘要

利用Mo6+的掺杂在TiO2中引入缺陷,从而扩大TiO2催化剂的光谱响应范围.运用UV-Vis、XRD、XPS、TG-DTA等测试技术考察了钼离子掺杂浓度对于TiO2光催化剂吸收光谱范围、晶型、晶胞和晶粒的影响,分析了钼进入TiO2晶格的方式、价态和掺杂催化剂在热处理过程中发生的物理和化学变化.以亚甲蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察了掺杂量对这种新型光催化剂的光催化活性的影响.结果表明,Mo6+可进入TiO2晶格中形成杂质缺陷,引起TiO2晶格膨胀,Mo6+的掺杂量影响TiO2晶粒尺寸和晶相转化.Mo6+掺杂的质量分数为4.5%时,样品的吸收带边可达460 nm,对40 mg/L亚甲蓝反应2 h的降解率为58.3%,矿化率为52.5%.而Mo6+的掺杂质量分数为3.0%和6.0%时,形成的TiO2晶粒尺寸较小,TiO2晶粒中锐钛矿相与金红石相的比例接近4:1时,对亚甲蓝降解率分别为56.6%和52.0%,矿化率分别为49.2%和44.2%.