银掺杂二氧化钛/活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究
2022-02-21徐文奇冉瑞泉
无机盐工业 2022年2期
付 勇 ,徐文奇 ,赵 强 ,冉瑞泉 ,李 军 ,金 央
(1.瓮福达州化工有限责任公司,四川达州 635000;2.四川大学化学工程学院;3.教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心)
二氧化钛(TiO2)具有化学性质稳定、催化活性高、无毒、低廉易得等优点,在去除空气中有害物质[1]及废水中有机 污染物[2]和重金属污染物[3]的光催化降解中都有重要应用。 但TiO2也存在一些缺点:1)带隙较宽,仅能吸收紫外光,在可见光范围没有响应,对太阳光利用率低;2)光生载流子的复合率高,光催化效率较低;3)较低的比表面积限制了其对目标污染物的吸附能力;4)粉状TiO2在溶液中易形成乳白色悬浊液,分离、回收过程繁琐[4]。因此,将TiO2固定在适当的载体上并提高其可见光响应范围是光催化材料应用的重要研究方向。在先前的研究[5]中,笔者将活性炭(AC)负载在TiO2上,制得了TiO2/AC复合材料;发现AC 的吸附作用与TiO2的光催化性能存在协同作用, 大大提升了TiO2的光催化效果,并解决了TiO2的回收再利用问题。 但TiO2/AC 复合材料与TiO2一样,在可见光范围没有响应。
据报道,贵金属(例如金、银和铂)是非常有效的可见光活化掺杂剂[6],因费米能级低于TiO2,可导致光生电子从TiO2的导带到金属颗粒的有效转移。 这种电子俘获过程显著降低了电子-空穴的复合速率,使材料有更强的光催化活性。 SEERY 等[7]以罗丹明6G 为目标污染物, 发现Ag 掺杂TiO2在可见光下对罗丹明6G 染料有较高的降解率。 YAVARI等[8]采用光沉积法合成了Ag/TiO2,研究表明Ag/TiO2催化剂在可见光下对苯酚的降解效果有所提升。……
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