一步法快速合成Fe掺杂混晶TiO_(2)及其增强太阳光催化活性研究

基于半导体能带理论,设计并制备了不同浓度Fe掺杂的球形混晶TiO_(2)基光催化剂,利用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、荧光光谱等测试方法对样品进行系统性表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物模拟印染废水,研究样品在太阳辐射下的光催化性能。结果表明:TiO_(2)具有锐钛矿/金红石/板钛矿三相混晶结构,Fe掺杂能明显促进锐钛矿向金红石转变,显著提高太阳光利用率和有效抑制光生载流子复合;2%Fe^(3+)/TiO_(2)的光催化活性表现最佳,其对MO的催化降解效率高达94.6%(120min),反应速率常数为23.22×10^(-3)min^(-1);活性组分猝灭实验证实h+氧化是降解MO的核心机制,·OH和·O_(2)^(-)则发挥次要作用。

Fe^(3+)掺杂TiO_2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。