TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究的中期报告.docx

TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究的中期报告 中期报告：TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究 一、项目背景 光催化技术是一种将光能转化为化学能的新型技术，可用于水处理、大气污染控制、清洗、有机废物降解等环境保护领域。传统的光催化材料TiO2只能吸收UV光，但可见光占据了太阳辐射的47%左右，因此研究可见光催化材料是十分必要的。 二、研究目的 本项目旨在研究制备出可见光催化剂，并对其光催化机理进行探究，为可见光催化技术的发展提供科学依据。 三、研究内容及进展 1. 可见光催化剂的制备 采用溶胶–凝胶法制备TiO2基可见光催化剂。以钛酸四丙酯、硝酸铜和苯胺为原料，以异丙醇和水为溶剂，通过水解缩合制备得到光催化剂。制备得到的样品经过X射线衍射（XRD） 和 扫描电镜（SEM）的分析表明，制备得到的材料结构清晰，呈现出纳米颗粒状微结构。 2. 光催化性能的测试 通过吸附分解甲基橙(MO)方法检测可见光催化剂的性能。在可见光条件下，催化剂对MO的吸收峰有一定的光催化作用。在催化剂浓度为1.0 g/L、MO浓度为20 mg/L时，可见光照射15 min，MO的脱色率达到85%以上。 4. 光催化机理的研究 计算表明，可见光下电子结构发生明显变化，其带隙值从3.21 eV缩小到2.46 eV。红外光谱（FTIR）分析表明，光照条件下，催化剂表面产生了更多的氧化还原活性位点。可见光照射下，TiO2表面与H2O生成·OH自由基，在催化剂表面形成活性位点；MO分子吸附在活性位点上，然后被光激发的电子所氧化分解。 四、存在的问题及解决措施 1. 溶胶–凝胶法的制备工艺需要进一步优化，以提高制备得到的催化剂性能。 解决措施：在充分比较其他制备工艺的基础上，优化溶胶–凝胶法的制备工艺，尝试提高催化剂的光催化性能。 2. 其他方法对可见光催化机理的探究需要补充。 解决措施：综合多种检测手段，进一步探究可见光催化机理的本质，以完善理论。 五、总结 通过溶胶–凝胶法制备TiO2基可见光催化剂，在光催化性能的测试中表现出高效率。计算和实验结果表明，可见光照射下，催化剂表面产生的氧化还原活性位点在吸附、氧化分解有机物方面具有高度的催化性能。