导　　师： 傅家谟;安太成;盛国英

学科专业： H3001

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 中国科学院研究生院

摘　　要： 本文通过对纳米TiO₂进行掺杂改性，选用比表面积高的炭材料，研究活性炭、活性炭纤维负载TiO₂的制备条件与催化降解性能的影响，为纳米TiO₂光催化、光电催化降解有机污染物技术进一步实用化提供理论依据。在用Ti（SO₄）₂沉淀法制备的TiO₂前驱物中掺杂不同浓度的柠檬酸铁及同一浓度下不同阴离子的铁盐，并增加超声波（80℃水浴）干燥过程，经煅烧后获得高光催化活性的纳米TiO₂粉末。光催化实验结果表明，在紫外灯（主波长365nm）及太阳光下，当掺柠檬酸铁时，最佳Fe³⁺掺杂量为0.05％摩尔比，光催化活性超过Degussa P25；当Fe³⁺掺杂量超过1％时，显示低的光催化活性，虽然在350-500nm的波长范围有强烈的吸收和吸收边红移。当采用不同无机阴离子铁盐掺杂时，对纳米TiO₂的光催化性能影响程度与阴离子的极化力有关，带入的SO₄^2-使光催化性能提高最大。采用正交试验设计方法通过浸渍法并超声分散制备出炭材料负载纳米TiO₂（TiO₂／C）催化剂，探讨了TiO₂／C催化剂制备条件，研究了该种催化剂对甲基橙溶液光／光电催化降解效果的影响，发现负载物的比表面积对于催化剂的降解率起决定性作用。通过正交实验设计方法制备多元素离子掺杂的TiO₂／活性炭（TiO₂／AC）催化剂，实验结果表明，B³⁺的加入量对TiO₂／GAC降解甲基橙的影响最大，H₂SO₄、Fe³⁺的影响次之，所制备样品的光催化和光电催化降解速率符合Langmurir-Hinshelwoood的假一级动力学方程，吸附为控制步骤。通过溶胶—凝胶方法制备的颗粒活性炭（GAC）负载型的催化剂TiO₂／GAC，并以亚甲基蓝染料降�

关 键 词： 纳米 掺杂 活性炭 光电催化 活性炭纤维

领　　域： [环境科学与工程]