Fe 2 O 3 /TiO 2 负载膨胀珍珠岩光催化降解罗丹明B
发布时间：2020-12-16 12:59
为获得高效催化活性的光催化材料,研究不同煅烧氛围对材料在可见光下催化性能的影响,以膨胀珍珠岩（EP）为载体,采用溶胶-凝胶法,在不同煅烧氛围（O2和/或NH3）下制备Fe2O3/TiO2负载EP的光催化复合材料[Fe2O3-TEP（O2）、Fe2O3-TEP（NH3）、Fe2O3-TEP（O2,NH3）、Fe2O3-TEP（NH3,O2）],采用EDS（X-射线色散能谱）、BET（比表面积及孔径分析）、XRD（X射线衍射）、SEM（扫描电子显微镜）、XPS（X射线光电子能谱）等对复合材料进行表征,并研究了其在可见光下对罗丹明B的光催化降解效果.结果表明:（1）复合材料成功负载了Ti、Fe元素,负载的TiO2以锐钛矿型存在,Fe2<...
【文章来源】：环境科学研究. 2017年12期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
合成材料的氮气吸附脱附等温线和BJH孔径分布曲线
2O3-TEP(NH3)49.59474.71170.0584Fe2O3-TEP(O2，NH3)24.03566.67950.0401Fe2O3-TEP(NH3，O2)26.98656.79520.0458TEP(O2，NH3)1039.12767.81860.0765TEP(O2，NH3)541.92076.78390.0711TEP113.95322.60270.0741EP2.161415.73960.0085料，这可能是由于氧气氛围加速TiO2晶粒成长和烧结，导致复合材料比表面积减小，而纯氨气煅烧时N元素的掺杂使得集聚分散，可以有效扩大比表面积［8］所致．2.3XRD分析从衍射峰(101)(004)(200)(见图2)可以看出，7种材料都属于锐钛矿型TiO2．图2中并没有出现明显的Fe2O3衍射峰，并且Fe2O3与TiO2的摩尔比仅为0.025，可以推测Fe2O3含量低［23］、粒径小［24］，以微晶形式［25］在表面分散均匀而难以检测．根据JADE(图谱分析软件)所得TEP、TEP(O2，NH3)5、TEP(O2，NH3)103种材料的平均晶粒尺寸分别为6.9、8.6、10.4nm，表明晶粒尺寸随着高温煅烧时间的增加而变大;Fe2O3-TEP(O2)、Fe2O3-TEP(NH3)、Fe2O3-TEP(O2，NH3)和Fe2O3-TEP(NH3，O2)的平均图2合成材料的XRD图Fig．2XRDpatternsforsyntheticsamples晶粒尺寸分别为12.3、10.1、13.1和12.9nm，表明纯NH3氛围下煅烧可使材料尺寸减小．2.4SEM形貌分析由图3可见，EP表面孔分布不均匀;TEP(O2，NH3)10表面有规则的圆形颗粒，是TiO2负载的缘故;Fe2O3呈现的圆形颗粒尺寸在20～30nm之间;Fe2O3-TEP(O2，NH3)的表面不平整，凸起更明显，表明Fe2O3成功负载于TEP表面．图4为Fe2O
第12期周颜霞等:Fe2O3?TiO2负载膨胀珍珠岩光催化降解罗丹明B图3EP、TEP(O2，NH3)10、Fe2O3和Fe2O3-TEP(O2，NH3)的SEM图Fig．3TypicalSEMimagesofEP，TEP(O2，NH3)10，Fe2O3，Fe2O3-TEP(O2，NH3)图4Fe2O3-TEP(O2，NH3)的EDS扫描能谱分析的元素面分布Fig．4EDSmapsofFe2O3-TEP(O2，NH3)谱图．由图5可见，C1s、O1s、Si2p、Ti2p分别在284.87、531.54、103.21和459.05eV处出峰．由XPS数据得到Fe2O3-TEP(O2，NH3)样品中Ti2p的原子浓度为12.21at%．由O1s结合能的分峰拟合可见，XPS峰分别出现在530.2、531.2和532.7eV．其中530.2eV处的吸收峰归属于Fe2O3和TiO2中的晶格氧［26］，531.2eV归属于被吸附的水分子中的OH-［27］，532.7eV处的吸收峰代表O-［28］2;由N1s结合能的分峰拟合可见，在400.5eV出现的峰归属于O—Ti—N键［29］;由1965
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液产氢性能研究[J]. 李福颖,牛玉,王仁章. 环境科学研究. 2016(07)
[2]Fe2O3/TiO2异质结的制备及光催化降解性能[J]. 闫磊磊,常薇,刘斌,岳萌萌,孙润军. 纺织高校基础科学学报. 2016(02)
[3]Fe掺杂TiO2催化剂制备及其光催化脱汞机理[J]. 代学伟,吴江,齐雪梅,吴强,何平,李忺. 环境科学研究. 2014(08)
[4]水热法制备磁性纳米α-Fe2O3改性涤纶织物[J]. 宋杰瑶,冯红莲,张辉. 西安工程大学学报. 2013(02)
[5]CTMAB/TiO2表面修饰膨胀珍珠岩光催化降解水中对硝基苯酚[J]. 王小治,高芡芡,葛晓梅,雍卫卫,封克. 环境科学研究. 2010(06)
[6]Fe2O3-TiO2磁性复合材料的制备及可见光催化性能[J]. 李秀莹,王靖宇,王晓宇,苏丹,韩喜江,杜耘辰. 高等学校化学学报. 2010(04)
[7]陶砂载Fe2O3-TiO2的制备及光催化性能研究[J]. 鞠春华,王福平. 低温建筑技术. 2009(01)
[8]纳米TiO2光催化在废水治理中的研究与应用[J]. 胡涛,吴洁,何其中,严群. 水资源保护. 2007(04)
[9]氮掺杂改性二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 丛野,肖玲,陈锋,张金龙. 感光科学与光化学. 2007(02)
[10]Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其紫外-可见光催化性能[J]. 刘宗耀,李立清,唐新村,刘重阳,高招,王晓刚. 现代化工. 2006(S1)
博士论文
[1]新型纳米二氧化钛光催化材料的合成及反应研究[D]. 徐建华.复旦大学 2007
硕士论文
[1]可见光响应的TiO2纳米颗粒的制备、表征及光响应特性研究[D]. 胡振华.杭州师范大学 2015
本文编号：2920198
【文章来源】：环境科学研究. 2017年12期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
合成材料的氮气吸附脱附等温线和BJH孔径分布曲线
2O3-TEP(NH3)49.59474.71170.0584Fe2O3-TEP(O2，NH3)24.03566.67950.0401Fe2O3-TEP(NH3，O2)26.98656.79520.0458TEP(O2，NH3)1039.12767.81860.0765TEP(O2，NH3)541.92076.78390.0711TEP113.95322.60270.0741EP2.161415.73960.0085料，这可能是由于氧气氛围加速TiO2晶粒成长和烧结，导致复合材料比表面积减小，而纯氨气煅烧时N元素的掺杂使得集聚分散，可以有效扩大比表面积［8］所致．2.3XRD分析从衍射峰(101)(004)(200)(见图2)可以看出，7种材料都属于锐钛矿型TiO2．图2中并没有出现明显的Fe2O3衍射峰，并且Fe2O3与TiO2的摩尔比仅为0.025，可以推测Fe2O3含量低［23］、粒径小［24］，以微晶形式［25］在表面分散均匀而难以检测．根据JADE(图谱分析软件)所得TEP、TEP(O2，NH3)5、TEP(O2，NH3)103种材料的平均晶粒尺寸分别为6.9、8.6、10.4nm，表明晶粒尺寸随着高温煅烧时间的增加而变大;Fe2O3-TEP(O2)、Fe2O3-TEP(NH3)、Fe2O3-TEP(O2，NH3)和Fe2O3-TEP(NH3，O2)的平均图2合成材料的XRD图Fig．2XRDpatternsforsyntheticsamples晶粒尺寸分别为12.3、10.1、13.1和12.9nm，表明纯NH3氛围下煅烧可使材料尺寸减小．2.4SEM形貌分析由图3可见，EP表面孔分布不均匀;TEP(O2，NH3)10表面有规则的圆形颗粒，是TiO2负载的缘故;Fe2O3呈现的圆形颗粒尺寸在20～30nm之间;Fe2O3-TEP(O2，NH3)的表面不平整，凸起更明显，表明Fe2O3成功负载于TEP表面．图4为Fe2O
第12期周颜霞等:Fe2O3?TiO2负载膨胀珍珠岩光催化降解罗丹明B图3EP、TEP(O2，NH3)10、Fe2O3和Fe2O3-TEP(O2，NH3)的SEM图Fig．3TypicalSEMimagesofEP，TEP(O2，NH3)10，Fe2O3，Fe2O3-TEP(O2，NH3)图4Fe2O3-TEP(O2，NH3)的EDS扫描能谱分析的元素面分布Fig．4EDSmapsofFe2O3-TEP(O2，NH3)谱图．由图5可见，C1s、O1s、Si2p、Ti2p分别在284.87、531.54、103.21和459.05eV处出峰．由XPS数据得到Fe2O3-TEP(O2，NH3)样品中Ti2p的原子浓度为12.21at%．由O1s结合能的分峰拟合可见，XPS峰分别出现在530.2、531.2和532.7eV．其中530.2eV处的吸收峰归属于Fe2O3和TiO2中的晶格氧［26］，531.2eV归属于被吸附的水分子中的OH-［27］，532.7eV处的吸收峰代表O-［28］2;由N1s结合能的分峰拟合可见，在400.5eV出现的峰归属于O—Ti—N键［29］;由1965
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液产氢性能研究[J]. 李福颖,牛玉,王仁章. 环境科学研究. 2016(07)
[2]Fe2O3/TiO2异质结的制备及光催化降解性能[J]. 闫磊磊,常薇,刘斌,岳萌萌,孙润军. 纺织高校基础科学学报. 2016(02)
[3]Fe掺杂TiO2催化剂制备及其光催化脱汞机理[J]. 代学伟,吴江,齐雪梅,吴强,何平,李忺. 环境科学研究. 2014(08)
[4]水热法制备磁性纳米α-Fe2O3改性涤纶织物[J]. 宋杰瑶,冯红莲,张辉. 西安工程大学学报. 2013(02)
[5]CTMAB/TiO2表面修饰膨胀珍珠岩光催化降解水中对硝基苯酚[J]. 王小治,高芡芡,葛晓梅,雍卫卫,封克. 环境科学研究. 2010(06)
[6]Fe2O3-TiO2磁性复合材料的制备及可见光催化性能[J]. 李秀莹,王靖宇,王晓宇,苏丹,韩喜江,杜耘辰. 高等学校化学学报. 2010(04)
[7]陶砂载Fe2O3-TiO2的制备及光催化性能研究[J]. 鞠春华,王福平. 低温建筑技术. 2009(01)
[8]纳米TiO2光催化在废水治理中的研究与应用[J]. 胡涛,吴洁,何其中,严群. 水资源保护. 2007(04)
[9]氮掺杂改性二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 丛野,肖玲,陈锋,张金龙. 感光科学与光化学. 2007(02)
[10]Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其紫外-可见光催化性能[J]. 刘宗耀,李立清,唐新村,刘重阳,高招,王晓刚. 现代化工. 2006(S1)
博士论文
[1]新型纳米二氧化钛光催化材料的合成及反应研究[D]. 徐建华.复旦大学 2007
硕士论文
[1]可见光响应的TiO2纳米颗粒的制备、表征及光响应特性研究[D]. 胡振华.杭州师范大学 2015
本文编号：2920198
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