论文部分内容阅读
本文以硝酸铋为铋源,采用溶剂热法制备了铋掺杂Ti02催化剂(BT),研究了合成温度、掺杂量和煅烧温度对催化剂结构和性能的影响,并利用X射线衍射技术、紫外-可见光漫反射、场发射扫描以及X射线光电子能谱等对样品进行了表征,以亚甲蓝为目标物,考察了催化剂的光催化活性。结果表明：当Bi与Ti摩尔比在0.02以下时,催化剂中主要是锐钛矿型的Ti02,随着Bi加入量的增加,BT样品中出现钛酸铋化合物,形成Ti-O-Bi键,出现了规则的圆球形结构。Bi与Ti摩尔比为0.1,合成温度为383K,煅烧温度为773K时,粒径最小为2.9nm,在250W金卤灯模拟太阳光照射下3h降解20mg/L亚甲蓝的效果达到62%。以尿素为氮源,采用溶剂热法制备了氮掺杂Ti02催化剂(NT),研究了H20加入量对催化剂结构和性能的影响。结果表明：不同H20加入量的NT样品的晶型结构和禁带宽度变化不大,通过溶剂热法制备NT样品,催化剂的表面形貌的变化很大,形成了长条形结构,加H20量为1.0mL的NT样品在250W金卤灯模拟太阳光照射下3h降解20mg/L亚甲蓝的效果达到56.6%。以硝酸铋为铋源,尿素为氮源,采用溶剂热法制备了铋、氮共掺杂Ti02催化剂(BNT),研究了氮掺杂量对催化结构和性能的影响,并利用X射线衍射技术、紫外-可见光漫反射、场发射扫描以及X射线光电子能谱等对样品进行了表征,并与铋、氮单掺杂的Ti02催化剂进行比较,结果如下：与BT样品相比,N的加入使BNT样品的结晶度变好,样品的禁带宽度降低,与NT样品相比,金属Bi掺杂后,N原子的含量从0.55%上升到0.66%。N与Ti摩尔比为0.3时,在250W金卤灯模拟太阳光照射下3h,亚甲蓝的去除效率为93.86%。将所制备的BNT催化剂经浸渍-提拉-煅烧负载在碳棒上,制备成BNT膜电极,研究了该催化剂的光电催化性能。结果表明：单层负载时,催化剂在电极表面呈孔状结构,经过3次负载,催化剂与电极表面的碳结合,出现了斑块状结构。随着膜层数的增加,光电流变大。当外加电压为3V,在250W金卤灯模拟太阳光照射下2h,亚甲蓝去除率达到92.54%。BNT电极可以重复使用。