氮摻雜二氧化鈦光催化降解甲基橙的研究*

左玉香

（鹽城師范學院 化學化工學院，江蘇 鹽城 224002）

銳鈦礦型TiO2具有最好的光敏性，是廣泛應用于水凈化、空氣凈化、廢水處理等環境處理的半導體催化劑之一[1，2]。1986年Sato S發現N的引入可使TiO2具更好的光催化活性，2001年Asahi R在Science上報道了N-TiO2光活性提高是由于N代替少量的晶格O使TiO2的帶隙變窄[3]。印染行業廢水因其高色度、強毒性、降解難的特點，成為水處理研究的熱點。而偶氮染料的用量約占50%以上，甲基橙是具有代表性的一種，它易溶于水，性質十分穩定，用傳統的生物法難以降解。本實驗以尿素為N源，采用溶膠-凝膠法制備N摻雜TiO2，并用XRD、SEM對樣品進行表征，考察了焙燒溫度、通氣量對N-TiO2光催化甲基橙活性的影響。

1 實驗部分

1.1 樣品制備

將10.0mL鈦酸四丁酯溶于30mL無水乙醇中攪拌得溶液A；將一定量的去離子水及15mL無水乙醇、5mL HAc混合均勻得溶液B。將B緩慢滴加到A中后，加入5g尿素，繼續攪拌1h，陳化12h后得N-TiO2凝膠，80℃下將前軀體烘干，研碎后在馬弗爐350、500℃下煅燒3h，得到黃色N-TiO2催化劑粉體[5-8]。

1.2 催化劑標征

制備的樣品用D/max23BX型X射線衍射儀分析物相，確定粉體的晶相結構；JEOL SM-5510LV掃描電鏡觀察摻雜粉體的顆粒形貌。

1.3 光催化性能測試

以250W高壓汞燈（上海亞明）作為光源（提前10min打開，穩定光源），取0.1g催化劑樣品，加入到100mL的甲基橙溶液中（未說明濃度均為10mg·L-1），避光攪拌30min后，放置在高壓汞燈下繼續攪拌，每隔0.5h取樣，離心分離后，取上層清液用VIS-723型可見分光光度計測定甲基橙溶液在波長464nm的吸光度值，計算降解率D：

2 結果與討論

2.1 XRD結果分析

圖1是不同溫度煅燒的N-TiO2黃色粉末廣角XRD圖譜?！?br>