采用溶胶-凝胶法制备了系列生物质改性复合纳米TiO_2。以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,考察了其可见光催化活性,并确定了最佳制备工艺。通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、荧光光谱(PL)等手段对催化剂样品进行了表征。实验结果表明,催化剂对亚甲基蓝的光催化降解适应一级反应动力学,复合TiO_2和纯TiO_2的反应速率常数分别为0.4990 h-1和0.0305h-1,且复合催化剂实现了C、N、S、P、K等多元素的共掺杂。相比纯TiO_2,复合TiO_2的比表面积增大,结晶度升高,光生载流子复合率降低,吸收边带红移,禁带宽度窄化了0.09 e V。
采用溶胶-超声空化技术同步合成了生物质多元自掺杂TiO_2复合催化剂,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光致发光光谱(PL)等对样品进行了表征分析。结果表明,复合催化剂实现了C、N、P、Cl、K等元素的同步掺杂,合成了多元共掺杂复合TiO_2;相比纯TiO_2,复合催化剂的禁带宽度窄化了0.21 e V,表面羟基与活性位点增多,光生载流子复合几率降低,结晶度提高,比表面积增大。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,研究了复合催化剂的可见光光催化性能。实验结果表明,在可见光照射下,光催化反应2 h时,复合催化剂对亚甲基蓝的降解效率最高可达98%。
