S、Al掺杂TiO2纳米材料的固相合成及其可见光降解性能.pdfVIP

第 27卷第 4期 无 机 化 学 学 报 Vol_27No．4 2011年 4月 CHINESEJ0URNAL 0FIN0RGANICCHEMISTRY 673—681 S、Al掺杂 TiO2纳米材料的固相合成及其可见光降解性能 刘少友 1,2 冯庆革 ，1唐文华2 蒋天智2 (广西大学环境学院，南宁 530004) (凯里学院应用化学研究所 ，凯里 556011) 摘要 ：采用 固相反应法分别合成 了硫掺杂二氧化钛fS-TiO2]、铝掺杂二氧化钛fAl—0’]及硫和铝共掺杂二氧化钛fS—A1TiO2)纳米 材料 ，并对材料进行 了XRD、SEM、UVVis、XPS、Raman、N 吸附一脱 附等物相织构表征 ，同时研究了材料对溴甲酚绿(BCG)的可 见光降解活性 。结果表明，在 S—A1一TiO，纳米材料 中，硫以阳离子 S“进入二氧化钛 晶格 铝以同晶取代方式 占据 TiO，晶格 中 的位置 ，其 晶型为锐钛矿型。S、Al共掺杂能有效地抑制 TiO，晶粒 的生长 ，其紫外一可见漫反射吸收光谱涵盖 了可见光区并延伸 到近红外区域 材料的光催化活性决定于掺杂元素及其掺杂量 在 25℃、pH=6．5下 ，SA1．TiO纳米材料对溴 甲酚绿的可见光降 解具有很高的活性，并服从一级反应动力学规律。当S与Al投料物质 的量 的比为 1：9时，S—A1一TiO，f1S．9A1)纳米材料对 BCG的 可见光降解速率常数为0．03286rain～，分别是纯 TiO 、S—TiO及 A1rrj0，的5．46、2．62和4．63倍 。50min内，S—A1一TiO，(1s一9A1)纳 米材料对 BCG的可见光降解率达 8O％ 关键词 ：硫铝共掺杂 ；二氧化钛 ；固相反应 ；可见光降解 ：溴 甲酚绿 中图分类号 ：0643 文献标识码 ：A 文章编号：1001—4861(20l1)04—067309 SandAIDopedTiO2Nanomaterials：SynthesisviaSolid-StateReaction andVisibleLightDegradationPerformance LIUShao—You FENGQing-Ge TANGWen-Hua JIANGTian—Zhi (CollegeofEnvironomentalStudies，GuangxiUniversity,Nanning530004，China) (2InstituteofAppliedChemistry,KailiUniversity,Kaili,Guizhou556011，China) Abstract：SandA1co-dopedTiO2nanomaterials fS—A1一Ti02)weresynthesizedthroughasolid。statereaction route．ThetexturalpropertiesofthesampleswerecharacterizedbyX—raydiffraction (XRD)，scanningelectron microscopy(SEM)，ultravioletvisiblelightspectroscopy(UV-Vis)，X—rayphotoelectronspectroscopy(xPs)，Raman andN2absorption—desorption．Thephotodegradati0nperformanceforbromocresolgreen (BCG)from irradiating with visiblelightwasinvestigated．Theresultsshow thatS atomsasS statehavebeen incorporated intothe latticeofTiO2，andA1ionsoccupythesitesofTiincry