稀土元素Ce掺杂TiO2光催化剂制备及微波强化光催化活性

摘要

在[Bmim] PF6离子液体介质中微波辅助制备稀土元素Ce掺杂改性的TiO2光催化剂TiO2-Ce,以甲基橙溶液和苯酚溶液为模拟污染物,在紫外光照和微波辐射-紫外光照降解条件下考察TiO2-Ce催化剂的光催化活性.利用荧光技术以对苯二甲酸作为荧光探针检测TiO2-Ce催化剂表面产生的羟基自由基,并对光催化降解反应进行动力学分析,以了解光催化降解反应机理.结果表明,通过优化反应条件制得的TiO2-Ce催化剂具有较高光催化降解活性和热稳定性,在紫外光照和微波辐射-紫外光照条件下降解60 min后,甲基橙降解率分别为98.6％和99.3％,苯酚降解率分别为96.6％和97.2％.荧光光谱分析表明,TiO2-Ce在微波辐射-紫外光照条件下产生的羟基自由基比紫外光照多,因而微波辐射-紫外光照具有强化TiO2-Ce降解模拟污染物作用的效果.反应动力学数据表明,TiO2-Ce光催化降解甲基橙溶液反应呈一级反应动力学规律,其表观速率常数k最大值为0.056 2 min-1.