导　　师： 古国榜;柳松

学科专业： H3002

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 清洁能源---太阳能的利用，环境污染的控制与治理是人类21世纪面临和亟待解决的重大课题，因此研究开发廉价、环境友好、高性能的可直接利用太阳能的光催化材料具有巨大的社会和经济效益。 本文有目的的选择原料丰富、低毒甚至无毒、结构简单的尿素为有机氮源、碳酸铵、氨水为无机氮源，常温常压，采用条件温和的sol-gel方法制备了具有可见光活性的纳米n/tio<,2>粉末。系统的研究了不同氮源、不同掺杂方式的氮掺杂二氧化钛的制备、表征以及不同光源下的光催化性能；采用兰格缪尔．欣谢尔伍德动力学方程中的积分动力学模型分析了染料甲基橙、无色巯基苯并噻唑降解过程中吸附平衡常数ka、光降解速率常数kr对表观速率常数k<,ap>的影响；分析了降解终产物、降解过程中的ph变化以及降解体系中ph对降解的影响；并将n/tio<,2>负载于γ-al<,2>o<,3>空心球表面，应用于流化床反应器，对有机物的降解做了初步研究。 运用xrd、tem、bet、uv-vis drs、tg-dsc、xps等测试手段，研究了不同氮源所制备n/tio<,2>的性质，研究表明： ①350-500℃煅烧温度下制备的n/tio<,2>均为锐钛矿相，随煅烧温度的升高，晶型渐趋完整，600℃以上为金红石相；晶粒因氮的掺杂而增大，且随n/ti配比的增大而增大； ②396ev处β-n<,12>峰的存在证明氮掺杂进入tio<,2>晶格中形成n-ti-o键，且在o<,2p>能带之上产生一个独立存在的n<,2p>窄带，该窄带引起n/tio<,2>在可见光区的光吸收，产生可见光活性；该窄带的存在没有引起n/tio<,2>光吸收边带发生红移现象；黄色n/tio<,2>粉末的可见光吸收强度随n/ti配比的增大而增大，随煅烧温度的升高及煅烧时间的延长而降低，且存在颜色越深，可见光吸收强度越大的关系； ③由于尿素、碳酸铵为易分解物质，氨水为易挥发物质，加上部�

关 键 词： 氮掺杂 二氧化钛 光催化 可见光 动力学

领　　域： [环境科学与工程]