论文部分内容阅读
本文应用溶胶凝胶法，制备了纯二氧化钛及氮掺杂、锰掺杂和氮锰共掺杂的二氧化钛前躯体干凝胶，干凝胶在煅烧温度为500℃、煅烧时间为3h的条件下合成了纯二氧化钛、氮掺杂、锰掺杂和氮锰共掺杂的二氧化钛粉体。并采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征，并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物分别在在太阳光和紫外光下进行了光催化实验，验证了掺杂元素对二氧化钛的改性效果，并分析了其改性机理。主要结果如下：
(1)利用溶胶凝胶法，制备了纯TiO2和氮掺杂TiO2前躯体干凝胶，干凝胶在煅烧温度在500℃、煅烧时间为3h的条件下制备了不同氮掺杂浓度的二氧化钛粉体，XRD 图谱显示主要为锐钛矿型TiO2，也包括少量金红石型TiO2。N:Ti 初始摩尔比为16：1时，TiO2的光谱吸收边缘由380nm 红移到470nm，太阳光下照射含N-TiO2亚甲基蓝溶液3h 其降解度可达100[％]，而纯TiO2只有22[％]，而且所制备的氮掺杂TiO2在紫外光下的光催化活性也得到了小幅改善。
(2)利用溶胶凝胶法制备了锰掺杂TiO2粉体，Mn：Ti 初始摩尔比为0.001时，TiO2的吸收光谱由380nm 红移到440nm，太阳光照射3h 掺锰TiO2对亚甲基蓝溶液的降解度由22[％]提高到43[％]。掺杂锰的TiO2在紫外光下的光催化活性有所降低。
(3)采用溶胶凝胶法首次成功制备了氮、锰共掺杂TiO2粉体，结果表明，N:Mn:Ti初始摩尔比为16:0.001:1时的氮锰共掺杂TiO2的吸收光谱由380nm红移到490nm，而且在太阳光下和紫外光下的光催化效率都高于氮掺杂、锰掺杂和纯TiO2。