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泡沫镍是一种机械性能好、孔隙率高、稳定性好的金属材料,作为光催化剂载体,应用在光催化领域具有独特的优势。制备泡沫镍负载型纳米TiO2光催化剂,既可以解决催化剂分离回收的难题,还可以克服催化剂颗粒易团聚和稳定性差的缺点。本文利用泡沫镍作为载体,通过对载体进行改性和优化负载工艺,制备高活性的泡沫镍基TiO2光催化剂,研究了各组分加入量、pH值、烧结工艺等因素对成胶成膜、TiO2薄膜的结构和光催化性能的影响。确定了溶胶凝胶方法制备TiO2薄膜的最佳工艺参数为:钛酸四丁酯、乙醇、水和硝酸的配比为1:3:0.25:0.1,最佳浸渍提拉层数为3层。最佳烧结温度为600℃。利用DRS和XPS对泡沫镍负载TiO2薄膜的结构进行了分析。结果表明,泡沫镍负载TiO2后能够使得吸收光谱发生红移,可能是由于Ni2+渗入到TiO2薄膜内或者形成了NiO与TiO2的复合半导体。并且研究了预氧化处理对产气量的影响,SEM和XRD结果表明,500℃的预氧化处理能够使得泡沫镍的表面积进一步的增大,负载更多的TiO2活性物质。载体预处理后表面形成的氧化镍可以有效地阻止光生电子向金属载体的迁移,使光催化活性得到提高。为了进一步提高TiO2薄膜的光催化性能,本实验向溶胶中分别加入La3+、Ce3+,来研究其对TiO2薄膜光催化性能的影响。结果表明,加入适量的稀土离子可以提高TiO2薄膜的可见光光催化性能,以0.1mol/L的Na2S作为牺牲剂,使用125W高压汞灯外置照射18cm2的催化剂200min的产气量作为评价标准, Ce3+的加入提高程度最大,La3+次之。当Ce3+掺杂浓度为0.25mol%时,产氢量达到30.6ml,利用SEM、XRD、DRS和XPS对掺杂前后TiO2薄膜的结构进行了分析,表明稀土离子的掺入使晶粒细化,并且出现了低价Ti3+,掺Ce3+能够使得吸收边发生红移,这些作用有利于TiO2薄膜的光催化活性提高。用光浸渍还原法在泡沫镍基TiO2光催化剂上沉积贵金属Ag,使得可见光的吸收增强,薄膜的产氢量达到29.6ml。