新型TiO2基光催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、半導體光催化技術的發現和應用使得豐富、清潔的太陽能可以有效地轉化為化學能,從而給人類在解決日益嚴重的環境污染和能源危機等諸多問題上提供了一個理想的選擇。在上百種光催化劑中,TiO2因為自身毒性小、活性高、化學穩定性好、價廉易得以及無二次污染等優點備受人們的青睞。然而,我們仍在探索合成高效的光催化劑,就TiO2體系而言,純TiO2存在的主要缺點是較寬的禁帶寬度即只能被紫外光激發和較低的量子效率。針對存在的實際問題,我們主要圍繞探索新的制各

2、方法并開發新型可見光響應的光催化劑來開展工作,主要研究摻雜組分和催化性能的內在聯系、不同制備方法對催化效果的影響等。本論文開展了以下幾部分工作:
　　 1、二次醇熱法制備類石墨碳修飾{001}晶面暴露的單晶TiO2光催化劑及光催化性能研究
　　 通過二次醇熱法制備類石墨碳修飾{001}晶面暴露的單晶TiO2光催化劑,在保持單晶TiO2{001)晶面暴露的同時,又可以在可見光的驅動下發生光催化反應。運用TEM、FESEM、

3、XRD、DRS、BET、PL等測試手段,對合成樣品的形貌和組成進行了表征,并重點研究了這兩者對催化結果的影響。同時,我們還重點研究了類石墨碳在光催化過程中的作用,該光催化劑在對RhB和MO染料的降解表面出很高的催化活性并對研究機理進行了初步研究。
　　 2、二次醇熱法制備介孔核殼結構CdS／TiO2光催化劑及光催化性能研究
　　 先利用醇熱法制備核殼結構。TiO2,再通過吸附法讓Cd離子與其結合,再利用二次溶劑熱制備得到

4、CdS／TiO2光催化劑。運用TEM、FESEM、XRD、DRS、BET、PL等測試手段,對合成樣品的形貌和組成進行了表征,結果顯示利用該方法可以得到介孔核殼結構CdS／TiO2復合可見光光催化劑,該法不僅可以將禁帶寬度較窄的CdS與TiO2有效結合,將其光吸收范圍拓展至可見光區域,而且可以保持TiO2介孔核殼結構的完整性,充分利用TiO2核殼結構對光的高利用率,使其催化活性遠高于TiO2催化劑,該光催化劑在RhB的降解中顯示出很好的光

5、催化活性。
　　 3、原位合成介孔核殼結構的CdS／TiO2光催化劑及光催化性能研究
　　 通過原位引入Cd元素合成介孔核殼結構的CdS／TiO2光催化劑,有效提高了CdS與TiO2之間的相互作用力。通過改變CdS對TiO2的比例,調變了合成樣品的組分。采用FESEM、XRD、DRS、TEM、BET、PL等測試手段,對產物形貌和組成進行了表征,并重點研究了這兩者對催化結果的影響。通過研究制備過程,我們認為形成過程是這樣的