TiO2-ZnO2复合催化剂制备及光催化性能研究.docx

TiO2/ZnO2复合催化剂制备及光催化性能研究 李东森　郑经学　黄尚攀　宋昊阳　李靖　何开棘摘 要：采用特殊液相沉淀法制取TiO2/ZnO2复合纳米光催化剂，对制备的催化剂通过XRD、TEM进行了表征；并在室外可见光下对甲基橙溶液进行了光催化降解实验，通过降解率对催化活性进行分析结果表明：纳米级TiO2/ZnO2复合催化剂的光催化活性高于单纯的TiO2，当TiO2/ZnO2比例为1：1时，600℃下焙烧30min得到的样品光催化活性最佳，在60min内对10mg/L 的甲基橙水溶液的降解率高达100%关键词：特殊液相沉淀法 复合光催化剂 TiO2/ZnO2 光催化活性：O643 ：A ：1003-9082 （ 2017 ） 08-0-01引言TiO2是一种非常实用的催化剂，尤其在污染十分严重、资源不断减少的今天，TiO2光催化剂的应用研究具有非常重要的意义 虽然TiO2在光催化方面的应用已取得不少成绩，但依然存在很多问题需要解决，首先TiO2是禁带较宽的材料，只有太阳光谱中紫外光部分能被其吸收，所以紫外光通常作为激发源，但是实际的应用受限于太阳能利用效率低；其次在制备与回收过程中，超细纳米粒子极难被过滤；然后在存放过程中纳米粒子易团聚，这些在一定程度上限制TiO2光催化剂的广泛应用。

本实验通过TiO2与ZnO2的复合，一定程度上可以提高它对可见光的响应，从而提高提催化活性一、实验1.实验仪器及药品仪器：PHICTPS--EM420型透射电镜日本理学（RIGAKU）D/MAX--2500PC型X型射线衍射仪沈阳市工业电炉厂制造KSY--12型电炉；上海申生科技有限公司W201-S恒温浴锅药品：氧化锌，分析纯上海金山化工厂氨水，优级纯，质量分数27%，北京化工厂四氯化，分析纯，广东汕头西陇化工厂2.TiO2/ZnO2复合纳米粉体的制备在室溫下准确量取氨水150mL，乙醇50mL，倒入250mL容量瓶中，加去离子水定容后放置在电磁搅拌器上搅拌10min，制得B液待用；按着复合比例，准确量取四氯化钛溶液，称取氧化锌固体，倒入250mL容量瓶中，加去离子水定容后放置电磁搅拌器上搅拌10min，制得A液待用将前面配好的A液、B液快速倒入自制的反应器中，通过调节二者流量，一直保持反应液PH值为9左右，然后把反应后得到的胶体静置15min；倒入布氏漏斗中，用去离子水过滤，洗涤，通过硝酸银检验氯离子是否洗涤干净，直至滤液中无氯离子为止将沉淀移至旋转蒸发器中，加入正戊醇进行共沸蒸馏，得到白色粉末。

将粉末放入马弗炉中在600℃下焙烧焙烧30min，最后得到TiO2/ZnO2复合纳米粉体3.光催化实验室温下，配制质量浓度为10mg/L的模拟工业废水——甲基橙溶液，量取250mL该溶液倒入洗净的烧杯中，称取2g的制好样品置于烧杯中，利用电子无极调速器搅拌置于阳光下每隔10min取样一次，放入离心机中进行5min的分离，比色皿中置入上清液，检测其吸光度将分光度计放入其中，并计算光催化降解率η=（A0—At）/A0，其中A0、At分别表示降解前后的吸光度二、结果与分析1.TEM分析TiO2/ZnO2不同复合比例得到的TEM结果，结果显示纯TiO2粉体粒子小于负载后的掺杂纳米TiO2粉体的粒子；纳米粒子进行任何比例负载，纳米粒子粒径都分布在较窄且均匀的范围内，粉体负载后平均粒径为30nm左右，而且分散性很好，粒子之间有存在明显界限的团聚，为软团聚2.XRD分析图1为TiO2/ZnO2不同复合比例得到XRD图谱，从谱线上看，各峰与锐钛矿型TiO2 的特征峰对应，说明在该实验条件下制备的纳米粉体中二氧化钛的晶型为锐钛矿，锐钛矿型二氧化钛具有比其他晶型的二氧化钛更好的催化活性3.光催化活性分析从图2可以看出，TiO2/ZnO2不同复合比例得到的催化剂催化活性都高于单纯的TiO2，在本实验范围内，对质量浓度为10mg/L的甲基橙溶液250mL，在60min内降解率高达100%。

三、结论本实验通过“特殊液相沉淀法”制得TiO2/ZnO2纳米复合粉体，具有较好的分散性，平均粒径为30nm左右，通过可见光降解甲基橙溶液表明其具有很好的催化活性，二者比例为1：1的掺锌纳米二氧化钛催化剂，将250mL 质量浓度为10mg/L的模拟工业废水甲基橙溶液在60min时几乎全部降解参考文献[1]杨东洁，姚书林，魏玉君 等纳米TiO2分散料浆的制备方法研究[J].四川师范大学学报（自然科学版），2011， 34（2）.2-4[2]吴晶，高攀，朱忠其，等镨和氮共掺杂纳米TiO2的制备与性能[J].中国有色金属学报，2011，21（6）：1481-1485[3]Saquib M，Tariq MA，Faisal M ，et al.Photocatalytic degradation of two selected dye derivatives in aqueous suspensions of titanium dioxide[J].Catal.Commum .2008，9：213-218[4]王开明，温传庚，周英彦，等 纳米氧化锌粉体的特殊液相沉淀法制备[J]，金属功能材料，2005，12 （1）：13--15. 中文信息2017年8期中文信息的其它文章铁路货车检修生产安全风险研究读者借阅行为的统计分析浅析如何强化公文管理信息化建设中华优秀传统文化融入高职思想政治教育价值及路径探析网络环境下海南公共图书馆的服务创新与思考做好新常态下党校学员的思想政治教育工作 -全文完-。