過渡金屬摻雜TiO_2/活性炭復(fù)合體的制備及雙協(xié)同光催化性能

編號：FTJS00759

篇名：過渡金屬摻雜TiO_2/活性炭復(fù)合體的制備及雙協(xié)同光催化性能

作者：李佑稷; 陳偉; 李志平; 李雷勇; 馬明遠(yuǎn); 歐陽玉祝;

關(guān)鍵詞：摻雜; TiO2/活性炭; 羅丹明B; 光催化;

機(jī)構(gòu)： 吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院;

摘要： 以活性炭為載體,通過溶膠-凝膠法分別制備了Fe、Ag、Zn、Mn和Cr過渡金屬離子摻雜TiO2/活性炭(X-TiO2/AC,X-TA;X:過渡金屬離子)復(fù)合體,利用X射線衍射(XRD)、比表面積(BET)、X光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)、電子自旋共振譜(ESR)和熒光光譜(FS)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征.以羅丹明B的光催化降解為探針實(shí)驗(yàn),評價(jià)摻雜負(fù)載型復(fù)合體的雙協(xié)同光催化性能和使用壽命,提出雙協(xié)同光催化擴(kuò)增機(jī)制,并探討了摻雜率和負(fù)載率對雙協(xié)同擴(kuò)增效果影響.結(jié)果表明:通過活性炭吸附和離子摻雜對TiO2光催化性能表現(xiàn)出雙協(xié)同擴(kuò)增作用,導(dǎo)致X-TA對羅丹明B的降解速率常數(shù)kapp大于摻雜X-TiO2粉體和TA負(fù)載體之和.同時(shí),摻雜率和負(fù)載率共同影響協(xié)同效應(yīng),當(dāng)Fe離子摻雜率和Fe-TiO2負(fù)載率分別為0.3%和10%時(shí),Fe-TA復(fù)合體kapp最大為0.0208min-1.另外,過渡金屬離子摻雜對TiO2光催化性能提高程度按摻雜離子Ag、Zn、Mn、Cr、Fe遞增.摻雜后金屬離子的價(jià)態(tài)、得電子能力、比表面積和摻雜TiO2顆粒尺寸上的差異決定了不同離子摻雜負(fù)載型復(fù)合體催化性能不同,復(fù)合體壽命降低的主要原因是由于活...