基于光-湿性能的Cu-Ce/TiO_2复合材料制备与表征

以Cu(NO_3)_2·3H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO_2。利用XRD、LPSA、SEM、BET、UV-Vis和DVS对Cu-Ce/TiO_2的物质组成、粒度分布、微观形貌、孔结构和光学性能进行表征。结果表明,Cu-Ce/TiO_2具有大量锐钛矿型TiO_2,促使其吸收边带呈现明显的拓展与红移。Cu-Ce/TiO_2呈现较为规则的球状且结构致密,其粒径较大且局部出现团聚。Cu-Ce/TiO_2的比表面积为107.06m2/g、孔体积为0.1268~0.1354mL/g、平均孔直径为4.29~5.47nm,具有良好的孔结构。Cu-Ce/TiO_2在4h的甲醛降解效率为50.9%,在相对湿度35%~75%的平衡含湿量为0.0143~0.1005g/g,具有良好的光催化性能与吸放湿性能。

基于正交设计与多元非线性回归分析Cu-Ce/TiO_2的光-湿性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O和Ce(NO3)3·6H_2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO2。通过正交设计与多元非线性回归结合分析Cu-Ce负配载量、Cu与Ce摩尔比、烧结温度对Cu-Ce/TiO2湿性能和光催化性能的显著性。获得优化Cu-Ce/TiO2制备参数,运用SEM、LPSA、XRD和UV-Vis对优化Cu-Ce/TiO2进行性能研究和表征分析。结果表明,各因素对Cu-Ce/TiO2湿性能和光催化性能的影响重要程度顺序:Cu-Ce负配载量>Cu与Ce摩尔比>烧结温度>空白因素。优化Cu-Ce/TiO2制备参数:Cu-Ce负配载量为3.26%、Cu与Ce摩尔比为0.87∶1、烧结温度为505℃。优化Cu-Ce/TiO2的湿性能为0.0869g·g-1,光催化性能为50.7%。Cu-Ce/TiO2形貌较好,粒径分布为1 183.68~3 916.05nm,促使吸收边带发生红移。

基于光催化性能的Cu-Ce/TiO_2湿性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO_2。探讨Cu-Ce负载量、Cu与Ce摩尔比和煅烧温度对Cu-Ce/TiO_2性能的影响。利用SEM,LPSA,BET和UV-Vis测试Cu-Ce/TiO_2的表面形貌、粒度分布、孔结构和光学性能。结果表明:Cu-Ce负载量3%、Cu与Ce摩尔比1∶1、煅烧温度500℃时,制备的Cu-Ce/TiO_2具有良好的光催化性能与湿性能。Cu-Ce/TiO_2呈近似球体,具有较好的均匀化和分散性,其粒径分布为1202.98~5364.48nm,其中d50为2437.57nm。Cu-Ce/TiO_2具有狭小瓶颈的"墨水瓶"型孔结构,其比表面积为105.55m2/g,孔体积为0.1200~0.1246mL/g,平均孔直径为3.44~4.02nm。Cu-Ce掺杂促使Cu-Ce/TiO_2内部形成新的能级,提高捕获e-和h+的能力,增强光子的利用效率,促使吸收边带发生红移。

优化制备粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO_2空心微球及其光-湿性能

以Ce(NO_3)_3×6H_2O和Cu(NO_3)_2×3H_2O为改性剂制备Ce-Cu/TiO_2空心微球,通过均匀设计与BP神经网络模型优化Ce-Cu/TiO_2空心微球的制备工艺参数。用激光粒度分析仪对Ce-Cu/TiO_2空心微球的粒度分布进行测试,用SEM和TEM对Ce-Cu/TiO_2空心微球的微观形貌进行表征,用比表面积及孔径测定仪对Ce-Cu/TiO_2空心微球的孔结构进行测试,采用等温吸放湿法对粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO_2空心微球的湿性能进行测试,用紫外-可见分光光度计测试其光性能。结果表明,粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO_2空心微球制备工艺参数为:磁力搅拌速度VMS=910 r/min、溶液B加入溶液A的速度VAB=1.32 mL/min、溶液D加入溶液C的速度VCD=0.86m L/min、煅烧升温速度VTC=2.47℃/min和煅烧温度TC=485℃,所制空心微球d10=103.74nm,d50=141.46 nm和d90=188.84 nm,粒径分布区间d90-d10为85.10 nm,空心微球具有良好的光-湿性能,1～6 h对甲醛气体的降解率为21.6%～53.9%,相对湿度32.28%～84.34%的平衡含湿量为0.0364～0.2746 g/g。