导　　师： 柳松

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 本文致力于稀土镨掺杂纳米TiO光催化剂的改性研究。采用传统的溶胶-凝胶法制备了均匀掺镨二氧化钛粉末(x%Pr-TiO);另外，将均匀掺镨二氧化钛粉末投入到纯TiO溶胶中，经风干、煅烧后，制得高活性8TiO/x%Pr-TiO(8代表TiO与x%Pr-TiO的质量比)非均匀光催化剂。在紫外光照射下，以5mg/L的甲基橙溶液为目标降解物，研究了掺杂方式、Pr离子浓度对样品光催化活性的影响。通过XPS、BET、UV-Vis漫反射、XRD、TEM、FS等分析手段对催化剂的晶体结构、光吸收吸能、比表面积和表面形貌等进行了表征。通过测定掺杂不同镨离子浓度的Pr-TiO电极在不同偏压下的交流阻抗图，考察掺镨后二氧化钛电极的平带电势和载流子浓度的变化，并以此探讨样品光催化活性改变的原因。结果表明： (1)采用均匀掺杂方式制备的x%Pr-TiO光催化剂的催化活性的提升效果不理想，当掺杂量较低时，随着掺杂量的增加，TiO的催化活性逐步提升;当掺杂浓度达到一定量后，继续增大掺杂量，催化剂的活性反而下降。采用非均匀掺杂方式制备的8TiO/x%Pr-TiO催化剂，光催化活性明显提高。非均匀掺杂中8TiO/0.05%Pr-TiO(8为TiO与Pr-TiO的质量比，0.05%表示Pr与Ti的摩尔比)，表现出最优的催化活性，是纯纳米TiO催化活性的3.6倍。 (2)无论是均匀掺杂还是非均匀掺杂的样品，对紫外光的吸收都有不同程度的红移现象，紫外光的吸收增强。 (3) XRD图谱结果显示：经过450℃下制备的样品均为锐钛矿型，同时并未发现含镨化合物相。 (4)样品的XPS测试表明催化剂主要由Ti，C和O组成。其中O1s由529.6和531.4ev的两个峰叠加而成。XPS测试并未发现镨峰，可能是因为浓度过低未能检出。 (5) FS结果可以看出，随着掺杂离子浓度的增加，催化剂的荧光强度不断降低。另外，采取不同掺杂方式、掺杂浓度得到的掺镨TiO的荧光峰�

关 键 词： 二氧化钛 镨 溶胶 凝胶 光催化 异质结

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