cr mo w掺杂tio2zntio3的制备及光催化性能研究word格式论文.docxVIP

THE PREPARATION AND PHOTOCATALYSIS STUDY OF Cr, Mo,W DOPED TiO2/ZnTiO3A Dissertation Submitted tothe Graduate School of Henan University in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of ScienceByLi LinglingSupervisor: Prof. Li Deliang Date：May, 2015I摘 要光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新兴的水处理技术，二氧化钛由于其具有 独特的无毒无害等优点自发现以来就受到了研究者的广泛关注。但 TiO2 不能被可见光 激发，光生电子和空穴复合率高的缺点又限制了其应用。针对二氧化钛存在的这两大缺 点，研究者尝试了多种方法对二氧化钛进行改性，离子掺杂和半导体复合就是两种重要 的改性方法。近年来有了将两种改性方法相结合方面的报道，如用溶胶-凝胶法合成了 N-TiO2/ZnO，对苯、甲苯和二甲苯的降解率：N-TiO2/ZnO N-TiO2 TiO2/ZnO。ZnTiO3 是一种价带、导带与 TiO2 都比较接近的禁带为 3.06 eV 的半导体材料，易与 TiO2 形成复合半导体。本文以 TiO2 / ZnTiO3 为基体，以硝酸铬、钼酸钠、钨酸钠为掺杂 剂合成了一系列原料投加比不同的光催化剂，通过 XRD、XPS、SEM、UV - Vis、FT - IR 等手段对催化剂进行了表征:(1)通过溶胶-凝胶法合成了具有可见光催化能力的 Cr-TiO2/ZnTiO3， SEM 结果表明 催化剂由 10 - 50 nm 范围的大小不同的颗粒组成。以 RhB(罗丹明 B)为模拟污染物，考 察了原料投加比、催化剂投加量以及 pH 等条件的影响，研究了 Cr-TiO2/ZnTiO3 的稳定 性。降解结果表明，原料投加摩尔比为 Cr : Ti : Zn = 0.0075 : 1 : 0.3 的催化剂对 RhB 的 降解效果较好，并用此比例的催化剂降解丁基罗丹明 B。实验结果表明，Cr-TiO2/ZnTiO3 对罗丹明 B 和丁基罗丹明 B 两种溶液均具有较好的降解效果，降解率比 Cr-TiO2 和 TiO2/ZnTiO3 都高。Cr-TiO2/ZnTiO3 降解 50 mg/L RhB 溶液 8h，COD 去除率为 88%，以 浓度表示时 RhB 的去除率为 95%。(2)以钛酸丁酯为钛源、醋酸锌为锌源、钼酸钠为钼源，选用溶胶-凝胶的制备方法 合成了不同比例的 Mo-TiO2/ZnTiO3 催化剂。Mo-TiO2/ZnTiO3 对可见光的吸收能力比 Mo-TiO2、 TiO2/ZnTiO3 、TiO2 强。以 500 W 氙灯为光源、RhB 溶液为模拟污染物考察 催化剂的活性，研究了煅烧温度、Mo 及 Zn 含量、RhB 浓度、催化剂浓度的影响。 Mo-TiO2/ZnTiO3 循环使用三次，对 RhB 的去除率变化较小，Mo-TiO2/ZnTiO3 比较稳定。 对 RhB 的降解率，Mo-TiO2/ZnTiO3 比 Mo-TiO2、TiO2/ZnTiO3 都要高。Mo-TiO2/ZnTiO3I在 pH=4 的条件下光照 2h，对丁基罗丹明 B 的降解率可达 89%。(3)选用溶胶-凝胶法的制备方法，用钨酸钠作为掺杂剂制备出了一系列不同 W、Zn 含量的 W-TiO2/ZnTiO3 纳米颗粒。考察了煅烧温度、原料投加比、催化剂浓度的影响， 研究了 W-TiO2/ZnTiO3 的稳定性。实验结果表明，投加比为 W : Ti : Zn = 0.01 : 1 : 0.3 的 W-TiO2/ZnTiO3 催化剂经 500℃煅烧，对 RhB 的降解效果最好且具有很好的稳定性。还 研究了 W-TiO2/ZnTiO3 对丁基罗丹明 B 的降解情况，最佳降解条件为：丁基罗丹明 B 浓 度为 3 mg/L, 催化剂投加量为 0.75 g/L，溶液初始 pH 为 4。关键词：溶胶-凝胶，Cr-TiO2/ZnTiO3， Mo-TiO2/ZnTiO3，W-TiO2 / ZnTiO3IIABSTRACTPhoto-catalytic oxidation technology is a new water treatment technology which is developing gradually in recent years. The titanium dioxides received extensive attention of the researchers s