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关键词：
土壤质地,分类,近红外光谱
发表时间：
2011-12-01 14:57:11
铁氮共掺杂纳米TiO_2复合膜的制备_光谱分析及光催化活性研究
魏丽萍 | -> | 815| 0| 0.416772MB |二氧化钛,溶胶-凝胶法,共掺杂,苏丹红Ⅰ,光催化
摘 要 用溶胶2凝胶法制备铁、氮共掺杂纳米TiO2 凝胶, 浸渍2提拉法将其镀膜于载玻片表面, 经干燥、煅烧, 制得Fe2TiO2 - xNx 复合膜; 用XRD, SEM, XPS及UV2Vis对镀膜样品进行了表征。XRD分析表明, Fe2TiO2 - xNx 膜为锐钛矿结构, 少数氮原子替代了TiO2 晶格中的氧; SEM照片说明, 构成膜的粒子分散均匀,形貌一致, 粒径约19 nm; UV2Vis漫反射光谱显示, Fe3 +掺杂可使复合膜对可见光的响应红移至740 nm处;XPS图谱证明, 铁、氮的掺入降低了Ti (2p3 /2 )电子结合能, 从而拓宽了TiO2 在可见光区的吸收范围。以光催化降解苏丹红Ⅰ为模型反应, 比较了不同掺杂样品的光催化活性, 结果表明, 当掺杂的Fe3 +相对于Ti4 +的原子比达到014%时, 复合膜表现出最佳催化性能, 4 h后对苏丹红Ⅰ的降解率达到97%。方法制备的氮和适量铁共掺杂Fe2TiO2 - xNx 复合膜能协同提高TiO2 对可见光的响应能力及光催化活性, 在污水处理领域具有潜在的应用价值。
由于TiO2 具有廉价、环保、稳定及优良催化活性等特点, 近年来成为光催化技术研究的热点。为了提高TiO2 对太阳能的利用效率, 人们将研究重点集中在对其改性方面。金属、非金属元素掺杂, 半导体复合及染料敏化等可以扩展TiO2 的光响应范围, 减少电子和空穴的复合, 从而有效地提高光催化效率[ 1-6 ]。最近的研究表明, 阴阳离子共掺杂能协同提高TiO2 在自然光下的催化活性[ 7, 8 ]。本文采用溶胶2凝胶法制备了铁、氮共掺杂纳米TiO2 复合膜, 研究了不同浓度Fe3 +掺杂纳米复合膜的晶型结构、元素组成与价态, 对紫外-可见光的响应范围及对苏丹红Ⅰ的光催化降解性能, 发现氮和适量铁共掺杂可明显提高TiO2 对可见光的响应能力及光催化活性。
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