王建业
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赵志换
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范济民
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朱力校
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.10.030
以尿素、硫脲和氟化铵为掺杂物,采用一步水热法制备可见光响应的不同非金属共掺杂TiO2纳米管(TiO2NT).通过SEM、TEM、XRD、BET、FTIR、UV-Vis DRS等对样品进行了表征,考察其吸附性能及在模拟太阳光下对甲基橙的降解活性.结果表明,在碱性条件下一步水热法制备的不同非金属共掺杂TiO2NT具有较大的比表面积(193.93 m2/g)和较小的带隙能(2.76eV),非金属共掺杂明显提高了可见光利用率.在可见光辐照下,硫脲掺杂TiO2纳米管(N,S-TiO2 NT)复合材料的光催化性能最好,反应100min后甲基橙降解率可达87.4％,降解过程符合一级动力学方程.
关键词:
一步水热合成法
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TiO2纳米管
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非金属共掺杂
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甲基橙
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光催化降解
范济民
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赵志换
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王志忠
影像科学与光化学
以钛酸正丁酯为原料采用原位化学合成的新方法,以二价钴离子为模板剂在TiO2凝胶基质合成的同时,通过邻苯二腈的四聚反应将酞菁钴(CoPc)在TiO2表面原位合成,得到均匀掺杂的CoPc/TiO2光催化剂.用紫外-可见漫反射光谱、傅立叶变换-红外光谱等证实了CoPc的成功负载,并将其用于可见光下、水溶液中CO2的还原反应,通过比较还原反应的效率,确定此光催化剂的最佳制备条件为:CoPc在TiO2表面的摩尔负载量为3%,焙烧温度为200℃,溶胶搅拌时间为20 h,钛酸丁酯与邻苯二腈及钴离子同时加入溶胶体系中.采用此法制备的催化剂中CoPc酞菁环上的电子密度增加,有利于作为敏化剂的激发态CoPc向半导体TiO2的导带注入电子,而且CoPc被均匀分散于TiO2凝胶基质中,其上的"笼效应"有效避免了CoPc的迁移,使其二聚及多聚倾向大大减弱.此光催化剂用于CO2光还原,在可见光照射下,水溶液中即可光还原CO2为甲醇、甲醛、甲酸等产物,在光照反应10 h后总产量最高可达2903.83 μmol/ g-catal.
关键词:
原位合成方法
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CO2光还原
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TiO2
,
酞菁钴
,
光催化
