陈孝云 陆东芳 黄锦锋 卢燕凤 郑建强

(1福建农林大学材料工程学院,福州350002;2福建农林大学园林学院,福州350002)

离子液体-水混合介质中合成N、F共掺杂宽光域响应多孔TiO2光催化剂及性能

陈孝云1,*陆东芳2黄锦锋1卢燕凤1郑建强1

(1福建农林大学材料工程学院,福州350002;2福建农林大学园林学院,福州350002)

以TiCl4为钛源,离子液体-水为混合溶剂,采用液相水解-沉淀法制得浅黄色的N、F共掺杂宽光域响应多孔TiO2光催化剂(TiONF).以苯酚为模型物,考察了TiONF在紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性.采用X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱及低温N2吸附-脱附等技术对TiONF的结构进行表征.结果表明,在离子液体-水混合介质中合成适量N、F共掺杂的TiO2在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性,且高于纯水介质中合成TiONF的活性.离子液体-水混合介质有利于N、F进入TiO2晶格中;N、F共掺杂后在TiO2表面生成Ti―O―N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450-530 nm,诱发TiO2可见光催化活性;同时,N、F共掺杂提高了TiO2表面羟基数量;还提高了TiO2相转变温度,减缓了相转变速率.另外,在离子液体-水混合介质中合成的TiONF较纯水介质中合成的TiONF粒子小、分散性好、比表面积大.

TiO2;N-F共掺杂;离子液体;光催化剂;可见光

1 引言

近年来利用TiO2光催化氧化技术解决日益严重的水、空气、土壤等环境污染问题的研究发展非常迅速.1-5但从应用角度看,目前还存在不少问题,如光催化剂光谱响应范围在……