钇施主掺杂二氧化钛的制备及对久效磷的降解.doc

钇施主掺杂二氧化钛的制备及对久效磷的降解
邓昭平,李思平,陈建梨,胡景川
成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都 610059
摘要:介绍一种用五氧化二钇对TiO2进行施主掺杂来改善TiO2的光作用范围的方法,并研究用该方法制备的掺杂二氧化钛对久效磷的降解情况。钇离子以草酸盐化合物形式按比例掺杂到草酸氧钛酸中,经过结晶析出针状钇掺杂草酸氧钛酸晶体,再经过热分解和焙烧获得钇掺杂二氧化钛光催化剂粉体。钇掺杂二氧化钛光催化剂粉体中金红石矿型TiO2和锐钛矿型TiO2都分别控制为质量百分数45%和55%左右,~ μm范围,颗粒接近球形,%时光催化效果较佳,日光灯降解6 h后,%。
关键词:二氧化钛;光催化降解;久效磷;掺杂二氧化钛
中图分类号:X13 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1399-04
纯粹靠太阳光来降解有机污染物需要的时间很长,这是因为能使有机物分子化学键激发并断裂的光位于波长为290~450 nm范围的紫外光区,而太阳光中的紫外光量只占4%左右[5],有些有机污染物由于不能降解,长期对生态环境造成威胁,半导体多相光催化技术的出现,特别是二氧化钛光催化剂的出现,使有机污染物光降解技术得到提升。 ev,只能吸收波长较短的紫外光(<387 nm),对太阳光的利用率较低[8-10]。
目前以W6+、Mo5+、Ru3+、Fe3+、Cu2+、Cd2+、V4+、Pb2+、Rh3+、La3+、Ce4+、Cr6+等离子为掺杂离子的拓展二氧化钛光吸收范围的研究都有较多的报道[1-4,6,7,11,12]。本文介绍一种用施主杂质五氧化二钇(Y2O5)对TiO2进行施主掺杂来改善TiO2的光作用范围的方法,并研究用该方法制备的光催化剂对久效磷的降解情况。
1 实验部分
主要试剂和仪器
硫酸钛(Ti(SO4)2)溶液(),北京精求化工有限责任公司;草酸(H2C2O4·2H2O)(),成都科龙化工试剂厂;五氧化二钇(Y2O5)(),上海试剂总厂第四分厂;久效磷,河南东方化工农药有限责任公司。
SX2-10-12A型箱式电阻炉,上海跃进电炉厂,滚筒式玛瑙球磨机,自制。
光催化剂的制备
取一定量的Ti(SO4)2溶液约缓慢加入氨水,控制pH值在3左右,最终生成正钛酸H4TiO4沉淀。化学反应方程式如下:
Ti(SO4)2+4NH3·H2O=H4TiO4↓+2(NH4)2SO4 (1)
洗涤除去SO42-、NH4+等杂质离子即得到纯净的正钛酸沉淀,加入2倍于H4TiO4摩尔量的H2C2O4·2H2O,形成淡黄色溶液,化学反应方程式如下:
H4TiO4+H2C2O4·H2O=H2[TiO(C2O4)2] (2)
取上述溶液三份,以纯TiO2计算,按质量百分比分别为0%、%、%、%的比例加入用少量草酸溶解后的Y2O5,在5~8 ℃的环境下冷却,析出针状钇掺杂草酸氧钛酸晶体。
将上述不同钇掺杂量的晶体在400 ℃进行热分解,即得到一系列不同钇掺杂量的TiO2粉体初品。化学反应方程式如下:
H2[TiO(C2O4)2]+O2=TiO2+H2O↑+