B/C/N掺杂的复合型光催化剂的制备及其降解性能的研究

发布时间：2020-12-08 18:57

　　光催化技术作为一种清洁、高效、环保的催化氧化还原技术,可利用太阳光作为光源针对性地降解废水或废气中的有机污染物。在诸多光催化材料中,TiO₂凭借无毒无害、高效清洁、制备方便以及稳定性好的优势成为研究的重点。但是TiO₂的应用受两方面的制约:禁带宽度较宽限制了催化剂对较大波长的光的利用;光生载流子易复合,使得催化剂的光量子效率较低。本文利用B、C、N对TiO₂进行三元素掺杂改性,拓宽了催化剂的光响应范围。在此基础上,一方面利用Ag掺杂改善了光生载流子复合的问题,提高了催化剂的光催化性能;另一方面通过加入油酸/油胺作为封端剂进行催化剂晶面调控,构造了异相界面异质结,同样改善了光生载流子复合的问题,提高了催化剂的光催化性能。论文主要由以下三部分构成:（1）B-C-N-TiO₂催化剂的制备及其降解性能的研究利用硼酸、葡萄糖、氨水分别作为B源、C源、N源对TiO₂催化剂进行三元素掺杂改性,制备了B-C-N-TiO₂催化剂。对制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）、扫... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiO2光催化机理

用相应的硝酸盐溶液浸渍 TiO2，从而将过渡金属物质 Cr，Co，Ni，Cu 掺杂iO2内。并且研究表明，过渡金属物质多以氧化态形式存在，高度分散在 TiO上。经过比较分析得四种物质掺杂之后的 TiO2催化剂的光催化活性高低顺序u>Ni>Cr≈Co。由于掺入的金属离子功函数及离子半径的影响使得不同金属离杂制备的催化剂具有不同的光催化活性。Qianfei Zhao 等人[67]利用 Li，Na，Fe，Co 进行 TiO2的掺杂改性。研究表明，金属离子的掺入拓宽了 TiO2催化光响应范围，促进了光生电子（e-）及空穴（h+）的产生。并且金属离子的促进了晶相转变的发生。此外，金属离子的掺入还可以促进 Ti3+的形成这有提高光生载流子的分离效率，从而进一步提高 TiO2催化剂的光催化活性。 贵金属沉积由于 TiO2催化剂逸出功一般比贵金属小，当贵金属与 TiO2催化剂接触时，电子从 TiO2催化剂流入贵金属，在 TiO2催化剂表面层内形成一个由带正电移动的杂质离子组成的空间电荷区，在此区中存在一个由 TiO2催化剂指向贵的电场，从而阻止 TiO2催化剂中的电子继续流入贵金属。此空间电荷区即为基结。

B/C/N 掺杂的复合型光催化剂的制备及其降解性能的研究作用下，催化剂光生载流子分离速率变快，光催化效率提人[68]使用贵金属 Ag、Au、Pd、Pt 对 TiO2催化剂进行沉积2催化剂经改性之后其光催化活性较 TiO2催化剂有极大的提等人[69]利用超声辅助溶胶-凝胶法制得贵金属改性 TiO2催化属沉积可增加吸附位点的数量并可提高光生载流子的分离效化剂的光催化活性。并且贵金属具有等离子体特性，由于等化剂的光催化活性得到进一步提高。体复合

【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶工艺在材料科学中的应用分析[J]. 黄泽.  技术与市场. 2017(11)
[2]水热法制备纳米二氧化钛的研究进展[J]. 殷婷婷,王国宏,韩德艳,徐凛,陈晨,陈泳洲.  广州化工. 2012(05)
[3]火焰化学气相沉积法制备氮掺杂纳米TiO2研究[J]. 吴金玲,谢洪勇,杨海峰.  中国粉体技术. 2011(02)
[4]纳米二氧化钛的水热制备及光催化研究进展[J]. 张晶,张亚萍,于濂清,钟晓亮.  无机盐工业. 2010(09)
[5]芳烃污染空气光催化净化材料研究进展与展望[J]. 陈旬,王绪绪,付贤智.  中国材料进展. 2010(01)
[6]高比表面积二氧化钛制备研究新进展[J]. 孟庆磊,刘百军.  无机盐工业. 2009(08)
[7]纳米二氧化钛光催化机理及应用分析[J]. 李金田,耿世彬.  洁净与空调技术. 2006(01)
[8]TiO2光催化降解含氯有机废气实验研究[J]. 顾巧浓,卓明,陈娇领,黄立维.  浙江工业大学学报. 2004(05)
[9]负载型TiO2/玻璃弹簧的光催化杀菌作用[J]. 曾炽涛,陈爱平,陈爱华,刘伟,戴智铭.  催化学报. 2003(07)
[10]印染废水处理技术的研究进展[J]. 张宇峰,滕洁,张雪英,王晓军,徐炎华.  工业水处理. 2003(04)



本文编号：2905529