ZnTiO 3-TiO 2纳米复合材料的光催化性能 - 应用化学.PDF
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第28卷 第1期 应 用 化 学 Vol.28Iss.1
2011年1月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Jan.2011
ZnTiOTiO 纳米复合材料的光催化性能
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苏碧桃 朱平武 许晶晶 赵 丽
(西北师范大学化学化工学院,省部共建生态环境相关高分子材料重点实验室,
甘肃省高分子材料重点实验室 兰州730070)
摘 要 通过溶胶凝胶 (SolGel)法制备了ZnTiOTiO纳米复合光催化剂,利用透射电子显微镜、X射线衍
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射、紫外可见吸收光谱和 电位等测试技术对其形貌、晶体结构及其光谱响应特性进行了表征。以亚甲基蓝
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(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源和焙烧温度对该纳米复合材料光催化性能的影响。结果表明,
所得纳米复合材料的催化性能与材料的尺寸、在介质中的分散性能、表面荷电性质等有关。600℃下焙烧3h
所得的ZnTiOTiO纳米复合材料尺寸小(约60nm)、分散性能好、表面荷负电荷量最高、催化性能最好,且在
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太阳光下的活性高于紫外光下的。如太阳光下7h可使亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解率达到93%,而在紫
外光下只有82%;并且其催化活性高于纯TiO和ZnO的。该纳米复合催化剂重复使用4次仍能使亚甲基蓝
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(MB)溶液的脱色降解率在80%以上。因此,具有较好的光催化稳定性能。
关键词 ZnTiOTiO纳米复合材料,溶胶凝胶法,光催化性能
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中图分类号:O643 文献标识码:A 文章编号:10000518(2011)01003306
DOI:10.3724/SP.J.1095.2011.00204
TiO因其稳定且对环境无污染而成为理想的光催化材料之一。但TiO是宽带隙半导体(32eV),
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只能利用约占太阳光3%~4%的紫外光(380nm)来诱发光催化反应,对太阳光的利用率很低,为了拓
宽其光催化剂的光响应范围,改善其光催化性能,研究人员对其进行了一系列改性。如金属(V,Fe,Mn)
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改性TiO 、非金属 (C、S和N)掺杂的TiO N 、TiO C 和SmTiOS 及高聚物修饰的 。
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虽然一些窄带隙的半导体,如 [89]
CdS、CdSe、FeO和WO 可以用可见光来激发,但其存在稳定性差、催
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化活性低等问题。目前钙钛矿型氧化物[1016],如钽酸盐类和钛酸盐类,因其在紫外光和可见光下均具有
[1316] [12] [16]
较高的光催化活性而受到人们的关注 。PbBiNbO 和Cr(或Fe)掺杂LaTiO 在可见光下用
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于异丙醇的降解和水分解的研究已有报道。但将纳米ZnTiO用于光催化反应的研究较少,而其与TiO
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