N/S/SnO 2 -TiO 2 的制备及对染料的光降解活性研究

发布时间：2021-06-07 06:58

　　以尿素、硫脲分别作为N、S源,氯化锡作为Sn源,利用水热法合成了N/S/Sn O₂-Ti O₂产品.同时,采用XRD、SEM、XPS等技术对不同煅烧温度处理后的产品进行了表征.最后,以质量浓度为0.02 g·L^-1的甲基橙水溶液为模拟污染物,采用UV-vis光谱及BET分析研究了产品的光催化活性效果.实验结果表明,当煅烧温度为550℃时,水热合成出的产品结晶度较高,粒径较小,约20 nm左右.S以+6价形式进入Ti O₂晶格形成Ti—O—S键,N通过取代晶格中的O形成O—Ti—N键,Sn以Sn O₂的形式分散在Ti O₂产品中.Sn Cl4的加入不仅与C16H36O4Ti竞争水源,缓解C16H36O4Ti的水解,而且对产品有一定的分散效果.光催化活性实验结果表明,当紫外灯照射时间达到1 h时,N/S/Sn O₂-Ti O₂降解甲基橙溶液基本完成,脱色率达到95%以上. 

【文章来源】：环境科学学报. 2016,36(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同温度下N/S/SnO2-TiO2产品XＲD谱图

环境科学学报36卷算可知，产品的TiO2粒径约为21．2nm，而混杂的SnO2粒径约为22．8nm．图2为煅烧温度为550℃时，制备的不同掺杂产品的XＲD谱图．从图中可以看出，N、S掺杂的产品谱峰仍一一对应于锐钛矿TiO2峰，且在同温度下，N、S掺杂产品的衍射峰强较TiO2纯衍射峰弱，说明N、S掺杂后改变了产品的结晶化程度，有可能升高锐钛矿和金红石型的转晶温度．而Sn掺杂后产图2不同产品的XＲD谱图Fig．2XＲDpatternofthedifferentproduct品中出现了明显的SnO2衍射峰，说明在TiO2表面包覆SnO2或有SnO2混杂在产物中．且在N、S、Sn共掺杂后衍射峰强度较好，晶化明显．说明N、S的加入改变了产品中Sn的结晶度，共掺杂的结晶化程度更高．3．2产品扫描电镜(SEM)分析从图3可以看出，煅烧温度不同，产品的结晶化程度也不同．在制备的产品中，物质不是单一的以一种产品形式存在，从图3中得知，SnO2混杂在TiO2产品中，结合图1中XＲD分析可知，随着温度的升高，产品结晶度越高．当煅烧温度为450℃时，如图3a所示，两相产品混杂，TiO2颗粒在此温度下形成了较稳定的锐钛矿晶型，对比图1中XＲD分析可知，SnO2产品无明显晶化，TiO2小颗粒不规则地粘附在SnO2表面．当温度为550℃时，SnO2出现了一定的晶态，且一定的方式离散在TiO2颗粒中(图3c、d)．随着煅烧温度的进一步升高，SnO2均匀的分散在TiO2颗粒中．而继续升高温度，晶化程度更为明显，但出现了不同形貌的SnO2矿相．图3不同煅烧温度下产品的扫描电镜图(a．450℃，b．500℃，c，d．550℃，e．600℃，f．700℃)Fig．3SEMimagesoftheproductsunderdifferentcalcinedtemperature(a．450℃，b．500℃，c，d．550℃，e．600

?掺杂的产品谱峰仍一一对应于锐钛矿TiO2峰，且在同温度下，N、S掺杂产品的衍射峰强较TiO2纯衍射峰弱，说明N、S掺杂后改变了产品的结晶化程度，有可能升高锐钛矿和金红石型的转晶温度．而Sn掺杂后产图2不同产品的XＲD谱图Fig．2XＲDpatternofthedifferentproduct品中出现了明显的SnO2衍射峰，说明在TiO2表面包覆SnO2或有SnO2混杂在产物中．且在N、S、Sn共掺杂后衍射峰强度较好，晶化明显．说明N、S的加入改变了产品中Sn的结晶度，共掺杂的结晶化程度更高．3．2产品扫描电镜(SEM)分析从图3可以看出，煅烧温度不同，产品的结晶化程度也不同．在制备的产品中，物质不是单一的以一种产品形式存在，从图3中得知，SnO2混杂在TiO2产品中，结合图1中XＲD分析可知，随着温度的升高，产品结晶度越高．当煅烧温度为450℃时，如图3a所示，两相产品混杂，TiO2颗粒在此温度下形成了较稳定的锐钛矿晶型，对比图1中XＲD分析可知，SnO2产品无明显晶化，TiO2小颗粒不规则地粘附在SnO2表面．当温度为550℃时，SnO2出现了一定的晶态，且一定的方式离散在TiO2颗粒中(图3c、d)．随着煅烧温度的进一步升高，SnO2均匀的分散在TiO2颗粒中．而继续升高温度，晶化程度更为明显，但出现了不同形貌的SnO2矿相．图3不同煅烧温度下产品的扫描电镜图(a．450℃，b．500℃，c，d．550℃，e．600℃，f．700℃)Fig．3SEMimagesoftheproductsunderdifferentcalcinedtemperature(a．450℃，b．500℃，c，d．550℃，e．600℃，f．700℃)图4为煅烧温度550℃时，不同掺杂产品的SEM图．从图4可以看出，单一掺Sn产品中，SnO2随机分散在TiO2颗粒表面，混杂在TiO2产品中．N/S/SnO2-TiO

【参考文献】：
期刊论文
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[4]S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响[J]. 赵宗彦,柳清菊,朱忠其,张瑾.  物理学报. 2008(06)



本文编号：3216103