生物分级结构SnO2/TiO2复合催化剂的制备及光催化性能研究

摘要

选用油菜花粉为生物模板,通过浸渍-煅烧法制备具有生物分级结构的TiO2.并使用水热法将SnO2和生物分级结构TiO2复合,探索不同SnO2与TiO2的复合比例样品对六价铬(Cr(Ⅵ))光催化还原性能的影响.XRD测试结果表明SnO2的加入对TiO2的晶体结构没有影响,复合样品中既存在锐钛矿结构TiO2也存在金红石结构SnO2;SEM测试发现TiO2样品成功复制了花粉的精细结构,为表面有大量微孔的微米级球状颗粒,微球的直径在30～40μm之间;引入SnO2后,TiO2样品表面出现颗粒状的附着物,但微球的尺寸无明显变化;EDS测试发现Sn、Ti和O 3种元素均匀分布在微球表面,表明该样品中同时存在TiO2和SnO2;XPS测试结果表明复合样品中的Ti和Sn元素主要以Ti4+和Sn4+形式存在.实验在250 W高压汞灯照射条件下进行不同样品对Cr(Ⅵ)的光催化还原实验,结果表明复制了花粉精细结构的SnO2/TiO2样品对六价铬(Cr(Ⅵ))的光催化还原能力明显优于纯SnO2和TiO2样品.其中复合比例为10％的SnO2/TiO2样品对Cr(Ⅵ)的催化还原能力最强,在90 min内光催化还原效率达到95％,其反应速率为商用P25的6.3倍.