Fe^(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合光催化剂的制备和光催化活性

用酸催化溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂,对其结构、微观形貌、光吸收性能和可见光下的光催化性能进行了表征。XRD和TEM测试结果表明,Fe3+-TiO2/ATP具有较好的热稳定性,经450℃热处理后的ATP晶体结构基本保持不变,锐钛矿TiO2均匀的分布在ATP表面,TiO2颗粒之间无团聚,且平均粒径小于纯TiO2。UV-Vis-DRS测试结果表明,Fe3+的掺杂可明显增强复合光催化剂对可见光的吸收,光响应范围拓展到了整个紫外-可见光区。在可见光下,Fe3+-TiO2/ATP复合光催化剂对亚甲基蓝具有很好的催化降解活性。Fe3+-TiO2/ATP的反应速率常数分别为TiO2/ATP、P25和纯TiO2的1.37、4.83和6.51倍。复合光催化剂的沉降性能优于纯TiO2和P25,易于分离。

凹凸棒土负载TiO_2光催化剂的制备、表征和性能研究

为考察光催化技术对染料废水的降解作用,选择新的催化剂载体—微米凹凸棒土,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/凹凸棒土光催化剂。X-射线衍射谱图显示,产品表面的衍射峰与TiO2的特征峰相吻合。能量色散谱图显示,包覆后凹凸棒土原有的Al、Mg、Fe、K、Si的谱峰已消失或减弱,而以Ti、O的谱峰为主,表明其表面包覆良好。在光化学反应器中,以紫外灯为光源,亚甲基蓝为模拟底物,研究了TiO2/凹凸棒土的光催化性能。实验制得的TiO2/凹凸棒土催化剂对亚甲基蓝的脱色率受pH值、催化剂用量、亚甲基蓝初始浓度等因素的影响。在选定的实验条件下,在30 min之内,TiO2/凹凸棒土对亚甲基蓝的脱色率达到90%以上。与单独用TiO2处理的效果相比,负载型催化剂对染料底物的脱色率提高了1倍以上。