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TiO2光催化剂可将光能转变为化学能,可用于使水分解制氢及将环境中的有害物还原氧化为无害物质等,其应用前景十分广阔。但TiO2不能有效地利用太阳光及催化效率较低,使其应用受到了极大的限制。因此研究开发可见光激发的高效率光催化剂就成为当前光催化剂研究中最重要的内容之一。本文采用溶胶-凝胶法、浸渍法等方法制备了TiO2复合粉体,并利用x射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、光电子能谱等多种分析手段对所制备的复合粉体的结晶特性、光谱吸收特性及降解性能等进行了分析与表征,结果表明:
1、采用溶胶-凝胶法制备的复合粉体,在TiO2中CeO2的掺杂量大于16.7%时,复合粉体中CeO2的特征峰开始出现;随着CeO2掺杂量的增加,在掺杂比例为50%时,TiO2逐渐从锐钛矿型变为无定形结构;掺杂CeO2的所有样品对光波长的光谱吸收阈值均产生了红移,且掺杂CeO2比例在16.7%以下时,吸收光谱的阈值波长随着掺杂比例的增大而增大,掺杂CeO2为16.7%时,光谱的吸收阈值为520nm;在CeO2掺杂比率为1%和10%(mol)时,样品对亚甲基蓝有两个降解高峰。CeO2掺杂浓度为1%及以下时对亚甲基蓝降解率出现了67.4%的最高值。但样品在掺杂浓度为1%以下时,对亚甲基蓝降解率的重复性较差。
2、采用浸渍法制备的样品,CeO2掺杂为10%时,CeO2特征峰已经出现,随着CeO2掺杂量的增加,在掺杂比例为40%时,TiO2逐渐从锐钛矿型变为无定形结构。CeO2掺杂比例为10%时,对亚甲基蓝的降解出现最大值39%。
3、比较了浸渍法与溶胶-凝胶法所制备的复合粉体在掺杂效果方面的差别,主要体现在CeO2与TiO2结合方式的不同,从而导致光催化降解性能的差异。