Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究.pdf.pdf

南京师范大学硕士学位论文 Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究姓名:王维安申请学位级别:硕士专业:环境科学与工程;环境科学指导教师:王玉萍 20110522 —————堡—一嗍i I一摘要本文以硝酸铋为铋源,采用溶剂热法制备了铋掺杂Ti02催化剂(BT),研究了合成温度、掺杂量和煅烧温度对催化剂结构和性能的影响,并利用X射线衍射技术、、场发射扫描以及X射线光电子能谱等对样品进行了表征,以亚甲蓝为目标物,考察了催化剂的光催化活性。结果表明:,催化剂中主要是锐钛矿型的n02,随着Bi加入量的增加,BT样品中出现钛酸铋化合物,,出现了规则的圆球形结构。,合成温度为383K,煅烧温度为773K时,,在250W金卤灯模拟太阳光照射下3h降解20mg/L亚甲蓝的效果达到62%。以尿素为氮源,采用溶剂热法制备了氮掺杂前02催化剂(NT),研究了H20加入量对催化剂结构和性能的影响。结果表明:不同H20加入量的NT样品的晶型结构和禁带宽度变化不大,通过溶剂热法制备NT样品,催化剂的表面形貌的变化很大, 形成了长条形结构, W金卤灯模拟太阳光照射下3h降解20mg/%。以硝酸铋为铋源,尿素为氮源,采用溶剂热法制备了铋、氮共掺杂Ti02催化剂(BNT),研究了氮掺杂量对催化结构和性能的影响,并利用X射线衍射技术、、场发射扫描以及X射线光电子能谱等对样品进行了表征,并与铋、氮单掺杂的n02催化剂进行比较,结果如下:与BT样品相比,N的加入使BNT样品的结晶度变好,样品的禁带宽度降低,与NT样品相比,金属Bi掺杂后,%%。,在250W金卤灯模拟太阳光照射下3h,%。,制备成BNT膜电极, 研究了该催化剂的光电催化性能。结果表明:单层负载时,催化剂在电极表面呈孔状结构,经过3次负载,催化剂与电极表面的碳结合,出现了斑块状结构。随着膜层数的增加,光电流变大。当外加电压为3v;’在250W金卤灯模拟太阳光照射下2h, %。BNT电极可以重复使用。关键词:氧化铋复合,氮掺杂,共掺杂,溶剂热法,光电催化 Abstract Abstract The Bi—doped Ti02①D nanopartieles were prepared bY alcoholysis under solvothermal condition,using bismuth nitrate asbismuth prepared catalysts were charactedzedby XRD,UV二ⅥS,FE-SEM and XPS,the effectof synthesis temperature,Bi added content and calcinatedtemperature Were investigated and the pbotocaml舛c activitieswere evMuated bymethylene resultsshowed thatthe catalyst is anatase when theBiandTimolar theincreased amount ofBi,bismuth pounds appcares and forms Ti-O·Bibonds,and ctaflyats showe aspherical BiandTimolar ,synthesis temperature is383K,calcination temperature is773K,and theparticle . Degradation efficiency ofmethylene blue(20mg/L)under 250W simulatedsunlight reacted 3hby BT catalyst can reach62% The N doped Ti02烈D nanoparticles were prepared by alcoholysis under solvothermalcondition,using urea asnitrogenSOUl' additionamount ofH20 was i