SiO_2负载氮掺杂TiO_2可见光响应光催化剂的制备及性能  被引量:13

Preparation and Properties of SiO_2 Supported Nitrogen-Doped Visible-Light Response TiO_(2-x)N_y/SiO_2 Photocatalysts

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作  者:陈孝云[1] 陆东芳[2] 张淑惠[1] 黄碧珠[1] 

机构地区:[1]福建农林大学材料工程学院,福州350002 [2]福建农林大学园林学院,福州350002

出  处:《无机化学学报》2012年第2期307-313,共7页Chinese Journal of Inorganic Chemistry

基  金:国家自然科学基金(No.31000269);福建省高等学校杰出青年科研人才培育计划(No.JA11072);福建省教育厅基金(No.JA00121)资助项目

摘  要:以四氯化钛为钛源,尿素为氮源,采用液相水解-沉淀法制得SiO2负载N掺杂TiO2可见光响应TiO2-xNy/SiO2光催化剂(TSN)。以苯酚为模型物,考察了TSN在可见光区、紫外光区及太阳光下的光催化活性,以及催化剂的使用寿命、分离性能。采用XPS、FTIR、UV-Vis DRS、XRD、TEM和低温氮物理吸附等对催化剂的结构进行表征。结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TSN在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性。SiO2与TiO2界面间有Ti-O-Si键形成,结合牢固。N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450~500 nm,诱发TiO2可见光催化活性。SiO2负载可减小TiO2颗粒平均尺寸,增加催化剂比表面积;同时SiO2负载还可改善催化剂的分离性能,提高催化剂使用寿命。Nitrogen-doped TiO2 photocatalysts supported on SiO2(TSN) with Visible-light response were prepared by a hydrolysis-precipitation method.The photocatalytic activity of the title catalyst was investigated using the photocatalytic degradation of phenol as a model reaction.The separability of TSN was determined by gravity sedimentation.The catalyst was characterized by XPS,FTIR,UV-Vis DRS,XRD,TEM and N2 adsorption isotherm.The results show that the anion N is incorporated into TiO2 lattice and substitutes part of O.TSN with suitable N-doping exhibits high activity under ultraviolet light,artificial visible light and solar irradiation.TSN exhibits better decantability and less deactivation.Doping of N can form a new bond of Ti-O-N resulting in a new band gap above the valence band of TiO2 to extend the adsorption edge to 450~500 nm.Also,SiO2 is beneficial to the higher dispersion and larger surface area of TSN.

关 键 词:二氧化钛 二氧化硅 氮掺杂 可见光 光催化 

分 类 号:O643[理学—物理化学]

 

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