納米TiO2粒子摻雜改性研究

賴(lài)華龍

?

納米TiO2粒子摻雜改性研究

賴(lài)華龍

三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在納米TiO2光催化劑上擔(dān)載SO42-和摻雜金屬離子，不僅能提高光催化劑的光量子效率，還能提高可見(jiàn)光下的光催化活性。但是擔(dān)載SO42-和摻雜金屬離子的量存在過(guò)度擔(dān)載的問(wèn)題，如果擔(dān)載量不適合，反而會(huì)降低光催化劑的光量子效率及其在可見(jiàn)光下的光催化活性。故有必要對(duì)各個(gè)影響因素的擔(dān)載量問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化選擇。該文采用均勻設(shè)計(jì)方法U7(76)對(duì)納米TiO2粒子摻雜Pr、Fe金屬離子和擔(dān)載SO42-后的光催化活性進(jìn)行了研究，獲得表觀速率常數(shù)與各因素的關(guān)聯(lián)方程，并得出最佳摻雜量。

納米TiO2摻雜SO42-－Pr－Fe離子 擔(dān)載量 均勻設(shè)計(jì)U7(76) 關(guān)聯(lián)方程

1 引言

近年來(lái)，為了充分利用納米TiO2在自然光下降解各類(lèi)污染物，人們?cè)谔岣逿iO2的催化活性和擴(kuò)大激發(fā)波長(zhǎng)范圍等方面作了大量的工作。目前研究較多的光催化劑改性技術(shù)包括：復(fù)合半導(dǎo)體、貴金屬沉積、過(guò)渡金屬離子摻雜、表面光敏化及非金屬離子摻雜。其中貴金屬及貴金屬離子摻雜最為常用。本文按照均勻設(shè)計(jì)方法，采用表U7(76)研究共摻雜（Pr、Fe），以及擔(dān)載SO42-的TiO2基納米粉體優(yōu)化工藝條件。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備

表1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備

2.2 納米TiO2粒子的制備

以溶膠－凝膠法制備，控制條件pH＝2.99，以超臨界CO2干燥。

2.3 硝酸鐠Pr(NO3)3的制備

稱(chēng)取一定量Pr2O3，逐滴加入68%的濃硝酸，待反應(yīng)結(jié)束，將溶液靜置數(shù)天，得到Pr(NO3)3溶液。將新制的Pr(NO3)3溶液置于烘箱中低溫干燥，得到Pr(NO3)3·6H2O晶體。用蒸餾水將晶體溶解稀釋制得Pr(NO3)3溶液。

2.4 制備SO42-/TiO2-（Pr，F(xiàn)e）光催化劑

按均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法，采用表U7(76)考察Pr摻雜量、Fe摻雜量、SO42-擔(dān)載量3個(gè)因素的不同導(dǎo)致光催化劑對(duì)羅丹明-B降解速率常數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表2。……