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TiO2在紫外光照射下可将许多生物难降解有机物矿化成CO2和H2O等小分子物质，并具有无毒、氧化性强、性质稳定、不溶于水和价廉易用等优点，应用前景广阔。但是TiO2光催化的高带隙宽度(Eg=3.2eV)只有在紫外光照射下才能表现出高光催化活性，但是紫外光在太阳光中所占比例较小，使得太阳光能的利用率很低，限制了TiO2光催化技术的实际应用。从利用太阳能的角度出发，使TiO2光催化剂实现占太阳能中大部分的可见光响应是将这一技术推向实际应用的重要环节，对TiO2进行掺杂改性是解决这一问题的重要手段。同时，粉末状TiO2存在着难以回收的不足，而TiO2的负载技术则解决这一问题的关键部分。
本实验用溶胶-凝胶法制备出纯、掺氮、掺氮、铁氮共掺杂的TiO2，然后用浸渍法将这几类催化剂负载于LDPE膜上，从而得到LDPE膜负载的不同种类TiO2光催化剂。用X射线衍射、X射线电子能谱、紫外-可见光吸收等方法对催化剂进行表征。结果表明：采用溶胶-凝胶法可有效地对TiO2进行铁和氮的掺杂，制备出的各类掺杂型TiO2，以锐钛矿型TiO2为主，含有少量的金红石型。过渡金属离子铁的掺杂可抑制TiO2晶粒的生长，引起TiO2晶格的畸变和和晶胞体积的改变，拓宽TiO2的光吸收范围。N-Fe共掺杂TiO2具有良好的可见光响应，相对于未掺杂TiO2和N掺杂TiO2，N-Fe共掺杂TiO2在可见光区域表现出更高的光吸收系数，其带隙宽度减小，吸收带边发生红移。N-Fe共掺杂TiO2光催化剂的X射线子能谱表明催化剂的主要组成为O、Ti、C及掺杂的N和Fe。通过扫描电镜图可以看出LDPE膜负表面负载的TiO2粒子基本均匀地分散分布于膜表面。
二苯胺是许多工业中大量使用的原料，具有双苯环结构，是典型的难降解有毒污染物，以氙灯为光源，进行光催化降解二苯胺的实验，考查制得的催化剂的活性；改变反应的参数(pH、DPA初始浓度、反应时间、曝气)，研究反应的最佳条件；同时对催化剂的多次使用，考查其重复使用性。在以氙灯为光源的可见光照射下，光催化反应90分钟基本可以达到最佳降解率。酸性或碱性条件都会促进二本胺的降解，最佳的pH为3或11。在一定范围内，随着DPA初始浓度的增加，其降解率也逐渐升高。不同类型的催化剂表现出了不同的光催化活性：N-Fe共掺杂TiO2光催化剂对二苯胺的降解效果与未掺杂TiO2、TiO2和Fe-TiO2相比，掺杂浓度活性提高，部分下降，随着金属掺杂浓度的增大，降解效果存在一个最佳掺杂浓度，效果最佳的共掺杂光催化剂的降解效果均优于未掺杂TiO2、N掺杂TiO2和Fe掺杂TiO2光催化剂。LDPE膜负载型催化剂具有良好的催化活性，总体说来活性从小到大依次为TiO2
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