稀土掺杂对纳米二氧化钛光催化性能的影响.pdfVIP

删Y1㈣㈣嶝 稀土掺杂对纳米二氧化钛光催化性能的影响 摘要 本论文采用电化学循环伏安法和电子自旋共振(ESR)测试方法， 探索纳米二氧化钛由各种稀土元素掺杂后发生的电化学行为、自由基 信号发生相应变化的规律。通过X射线衍射()(】m)表征发现：稀 土掺杂后基本无新相生成。电化学循环伏安测试表明：掺杂后光催化 素的氧化性由强到弱的顺序。Nd掺杂优于其它稀土掺杂，这主要是 因为在氧化钕表面上的强碱性中心和它形成了浅层掺杂能级，同时稀 土掺杂引入氧负离子(O2。)，02‘离子是二氧化钛生成羟基自由基的 一个重要中间体，是稀土具有催化作用的重要因素。ESR测试表明： 避光条件下稀土掺杂后发生羟基自由基信号强度的排列顺序和电化 学循环伏安测试的顺序相一致；紫外光和可见光照射的ESR测试羟 基自由基信号均小于避光条件的信号，这是因为稀土掺杂后的Ti02 和单一Ti02表面状态不同，光强和能量的增加，在增大·OH的发生 速度同时，更大程度地增大·OH的消耗速度，导致·OH的ESR测试 信号变弱。 采用以粘土作为载体，活性碳作为助吸附剂、稀土掺杂的二氧化 钛作为光催化源来降解染料废水来研究掺杂对光催化的影响。发现用 廉价粘土可以解决二氧化钛的载体问题，而且由于活性炭和二价锰的 作用可以极大的提高二氧化钛的光催化效果。紫外可见漫反射测试表 明复合陶瓷球拓宽了纳米二氧化钛对光的响应范围，为光催化反应奠 定了良好的基础。电子自旋共振测试表明在活性炭参与煅烧的过程中 二价锰游离出来，而实验证实二价锰可以参与类Fenton反应，增强 了羟基自由基和超氧自由基的生成，从而提高了复合陶瓷球的光催化 作用。通过对降解后的染料溶液进行吸光度测试表明复合陶瓷球对染 料溶液有着很好的降解效果，紫外可见吸收表征表明复合陶瓷球对染 料废水的作用不只是吸附作用还有光催化降解作用。 关键词：二氧化钛，掺杂，循环伏安，电子自旋共振，废水处理 Influenceofrear-earthelementson dopingnano—Ti02 photocatalysisperformance ABSTRACT Inthis andESRmethodwere Voltammetry to thesis，Cyclic adoptedexplore electrochemicalbehaviorsof rear-earth TiOz elementsandvariation dopedby ofradical new were inXRD regularity signal．Nophasesfound aRer diagram ofrare-earth doping dements．Themeasureof illustrated CyclicVoltammetry thatthe is signaloptimizationsubsequenee followsthe of isbetterthanother basically subsequenc