Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

摘要

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒(Fe~(3+)-TiO_2/ATP)复合光催化剂材料.在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO_2负载量、Fe~(3+)掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响.在单凶素实验的基础上,采用正交实验设计(L_25(5~3))优化了催化剂的制备条件.光催化实验结果表明,MB在复合材料卜的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型.正交实验结果表明,当TiO_2负载量为15%、Fe~(3+)掺杂量为0.5%和焙烧温度为550 ℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数k＿(qpp)为6.09×10~(-3)min~(-1),反应4 h后MB的降解率(D~t)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51 ×10~(-3)min~(-1))相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%.另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂.