铁和镧共掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征及其光催化活性

摘要

以葡聚糖为模板，钛酸四正丁酯、硝酸铁和硝酸镧为前驱体采用模板法制备了一系列铁、镧单掺杂及共掺杂纳米TiO2光催化剂．利用SEM、XRD、BET比表面积测定t,uv—Vis等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征．以甲基橙溶液的光催化降解为模型反应，考察了不同掺杂的样品在紫外和可见光下的光催化性能．TiO2材料具有较大的比表面积（约150m2／g），铁和镧共掺杂纳米TiO2在可见光区域有较强的吸收，在紫外和可见光条件下较纯TiO2和单掺杂TiO2对甲基橙溶液具有更好的光催化降解效果，且铁和镧的掺杂量显著影响该材料的催化性能．当铁掺杂量为0．5mol％、镧掺杂量为0．3mol％，在500℃焙烧2h所得光催化材料的催化性能最佳，焙烧4h即可使甲基橙的降解率达98．8％，且该复合材料有较高的循环回收利用率，重复使用4次仍可使甲基橙的降解率保持在88％以上．