TiO2-锌卟啉催化剂的制备及光催化降解甲基橙实验设计
2021-07-27陈韶蕊余旭东
实验室研究与探索 2021年6期
陈韶蕊, 余旭东
(河北科技大学理学院,石家庄050018)
0 引 言
随着经济全球化和工业化的持续发展,环境污染问题日益严重。有机污染物因为成分复杂、来源广泛和危害巨大而成为防治的重点。光催化技术作为一种新型的利用太阳能来解决环境污染问题的技术手段,备受广大科研学者的关注[1]。锐钛矿二氧化钛以其优异的催化稳定性成为半导体光催化剂的代表[2],但是,TiO2的带隙较宽导致其对可见光的利用率低,再加上电子和空穴容易复合等缺陷[3-4],使其应用前景受到限制,因此对TiO2改性势在必行。表面敏化是TiO2改性的一种常用方式,通过物理或化学吸附将光活性化合物固定于TiO2表面,使其能更充分地利用可见光,从而大幅提高其催化活性。卟啉在紫外可见光区表现出强的光吸收(B带在350~450 nm,Q带在500~700 nm),且具有大的π电子共轭体系[5-7],正是由于其特殊的结构,卟啉和金属卟啉在光合作用、光敏染料和分子识别等方面有广泛的应用[8-9]。另外,卟啉是一种n型半导体,拥有较快的电子注入效率,其带隙也可与大多数无机金属半导体匹配。
本文合成了TiO2-锌卟啉的光催化剂,并通过光催化甲基橙溶液研究降解有机污染物的活性。实验涉及催化剂的合成、结构、形貌和降解有机物等多方面知识,通过实验的设计和开展,学生掌握了复合材料的合成方法,大型仪器的工作原理和操作方法,培养学生处理和分析实验数据的能力,提高了学生的实验水平,为培养创新型人才奠定了基础。……
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