光催化的表征方法研究
多孔壳／磁核结构光催化剂的制备及表征
Ｌ ｋ ｓｏ ｅ７ ０ ） 定 。 紫 外一 见 （ ａ ｅｈ ｒ ４ ７ 测 可 ＵＶ－ｉ） 谱 用 ｖｓ 光 ＵＶ一５ １ Ｃ紫 外一 见 光 仪 测 定 ， ａ Ｏ ２０ Ｐ 可 Ｂ Ｓ 为 参 比基 准 物 。Ｎ 吸 附／ 附测试在 Ｔｒ ｔｒ ０ ０型 比表面积一 脱 ｉ ａ ０ ｓ ３ 孔
样 品形貌采 用 Ｈｉ ｃ ｉ ０ 、 ９ ｏ ＮＡＲ和 Ｈｉ ｃ ｉ 一 ｔ ｈ一 ０ Ｈ－０ ０ ａ ８ ｔ ｈ Ｓ ａ
４ ０上 进 行 。样 品 磁 性 能 采 用 振 动 磁 强 计 （ Ｍ ， ５ ＶＳ
１ 引 言
纳米 Ｔ Ｏ ｉ 具有 晶粒尺 寸小 和高 比表面积 ， 呈现 良 好 的光催化 活性［ 。但是 ， １ ］ 水处 理后 纳 米 Ｔ Ｏ ｉ 粒 子 难 以 回收且 活性 成 分 流失 大 ， 利 于 光催 化 剂 的循 环 不
利用 ， 严重影 响 其 在废 水 处 理 中 的应 用 。磁 负 载纳 米
ＴＯ ｉ 光催化 剂保持 了较 高光催 化 活性 ， 能够 实 现在 且
外加磁 场条件 下快 速 回收 ， 负载纳 米 Ｔｉ。 磁 Ｏ 光催 化 剂 成为光 催化 领域研 究 的热 点 ｑ］ 。许多 研究 报 道磁 负 载后光 催化剂 的 光 催 化活 性 出 现不 同程度 的降 低 ， 由 于发生 了光溶 解效应 和 磁性核 占有 了活性 组 分体 积分 率所致 。前 者主要 采用在 磁性 核 和活性 组 分引 入惰 ］
聚 物 （ １ ３ 为 结 构 导 向 剂 ， 酸 丁 酯 （ Ｂ Ｔ） 钛 源 ， Ｐ ２） 钛 Ｔ ０ 为
２ 实 验
２ １ 试 剂 与 仪 器 ．
ＳＯ ／ Ｆ 为核 ， 备 了具有 多孔 结构 可磁 分 离的 ｉ ＮｉｅＯ 制
凹凸棒负载纳米TiO2的制备、表征及其光催化性能研究
Ａ ｓ ａ ｔ ｈ ｅｅｒｈｏ ｒ ｉ ２ ａ ｏｏ ｄ ｒ ｘ ｄｙｗ ｓｇｖｎ ａｖｒ ｉ ａ ｅＴＯ Ａ ｔ ｕｇ ｅｎ ｎ ｐ ｗ ｅ ｂ ｔ ｃ： ｅｒｓａｃ ｎｔ ｎＴ０ ｎ ｐ ｗ ｅ ｅ ｌ ａ ｉ ｅ ｈｇ ｖｌ ．ｉ Ｊ ｔ ｐ ｌ ｔ ａｏ ｏ ｄ ｒ ｒ Ｔ ｕ ｎ ｉ ｆ ｅ ｙ ｈ ｕ ａ ｉ
毅 。李 凤生 ’ ，
（． １兰州ｊ ｒ 学 石 油化 工学 院 ， 肃 兰 州 ７０５ ；． 工 业 大 学 化 学与化 工 学院 ， ￣－大 ＿ 甘 ３００２安徽 安徽 马鞍 山 ２ ３０； ４０２
土矿石凹凸棒负载的 Ｔ ｉ 光催化剂。 Ｏ 并采用 Ｔ Ｍ、Ｒ Ｅ Ｘ Ｄ等分析手段对 Ｔ ： ｉ 纳米管的形貌和晶相进行了表征。对比了负载后的 Ｏ 光催化剂在制备方法、 热处理温度、 光催化剂的投加量及其模拟废水溶液不同时对其光催化剂性能的影响， 并且验证了该光催
ＸＵ Ｐ ＢＡＩＤａ ｙ ｎ ２ ＡＮＧ ， ＩＦ ｎ － ｈ ｎ ￣ Ｈｕ ， － ｏ ｇ， Ｗ ＹＰ Ｌ ｅ ｇ ｓ ｅ ｇ
（． ｌ ｇ ｆＰ ｔ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｌ ｎ ｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｚ ｏ ３ ０ ０Ｃ ｉａ ２ １ Ｃｏｌ ｅ ｏ ｅｒ ｈ ｍｉａ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｚ ｏ ｉｅｓ ｙ ｏ ｃｅ ｃ ｅ ｏ ｌ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ５ ，ｈ ｎ ； ．
二氧化钛纳米粒子和纳米管的合成、表征及对硝基苯的光催化性能研究
硝基苯（ Ｂ 作为芳香族化合物 ， Ｎ） 是一种重要的化工原料和中间体 ， 是典型的难化学氧化 、 难生物 降解 的有毒污染物¨ ０ ．因此 ， Ｊ 探讨一种高效且快速 的硝基苯 降解方法是十分必要 的．以 ＴＯ 和紫外 ｉ 线为主的高级氧化技术 由于具有装置简单 、 低成本 、 高效率 、 无二次污染和能将 污染物完全矿化等优 点而成为硝基苯降解的首选方法 ． 本文通过改变反应条件和控制反应参数 ， 制备 了形貌可控 的二氧化钛纳米粒子பைடு நூலகம்纳米管 ， 以此 并 两种不同形貌的产物为催化剂 ， 以高浓度的硝基苯溶液为降解模型 ， 对硝基苯的降解情况进行 了考察
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Ｖｏ ． １ ２８
２ ０ ０ ７ 年 ７月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡｌ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ ＵＮＩ Ｅ ＶＥＲＳＴＩ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ７ ．
１２ ３ ５～ １ ２ ３８
二 氧 化 钛 纳米 粒 子 和 纳 米 管 的合 成 、表 征 及 对 硝 基 苯 的 光 催 化 性 能 研 究
石金娥 ， 闰吉 昌，尚淑 霞 ， 陈大伟 ， 王悦宏 ，闫福 成 ， 薛 静 ， 丽伟 ，苏丽敏 初
（ 东北 师范大学城市与环境科学学 院 ， 长春 １０２ ） ３０ ４ 摘要 采用水热合 成法 ， 通过改变 反应条件 ， 制反应参数 ， 功地合 成 了粒 径可 控 的球 形 ＴＯ 纳米粒 子 控 成 ｉ：
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高 等 学 校 化 学 学 报
Ｆ ｇ １ ＴＥ ｍａ ｅ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ． Ｍ ｉ ｇ ｓｏ ｈ ｒ ｄ ｃｓ
杂多阴离子[CoW_(12)O_(40)]~(5-)柱撑水滑石的合成、表征及光催化性能研究
![杂多阴离子[CoW_(12)O_(40)]~(5-)柱撑水滑石的合成、表征及光催化性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/5e038f0bde80d4d8d15a4f59.png)
（ 白城医学高等专科学校 药学系 ， 吉林 白城 １ ０ ０ ３ ０） ７
摘
要： 采用离子 交换法合成 了新型的杂 多阴离子［ ｏ ２ ４］ 柱撑 的水滑石 ［ ｇＡ （ ｎ ６ ５ Ｃ Ｗｌ ４］・ ６ ２ ． Ｃ Ｗｌ ０ ０ Ｍ ２ １ｏ ） ］ ［ ｏ ２ ｏ ２ Ｈ Ｏ 系统 Ｏ
Ａｌ ３． ６； ， １ Ｃｏ， ． ８； ， ． ９． １ ３ Ｗ ５１ ６
１ ３ 对 甲基橙 的光 催化 降解反应 ．
１ 实验部分
１ １ 仪器与试 剂 ．
试剂（ 均为分析纯）Ｍ （ Ｏ） ・ Ｉ０ Ａ（ Ｏ ） ：ｇＮ ３： ６－ 、ＩＮ ３，・ Ｉ ２
９ Ｏ、 Ｋ２ Ｏ８ ＣＨ３ Ｈ２ Ｓ２ 、 ＣＮ、 Ｈ２ ＳＯ４ ＮＨ３、 Ｎａ ＣＯ３ ２ 、
（） １ 光催化反应． 将催化剂悬浮在新配制的甲基
橙水 溶液 中（ 反应 液体 积为 ５ｍ ， 度为 ３ ｇＬ ， ０ Ｌ浓 ０ｍ ／ ）
形成的悬浮液室温搅拌 ３ 分钟， ０ 使催化剂在反应液 中分散均匀并达到吸附 一 脱附平衡． 然后 ， 将装有此
悬 浮液 的烧杯放 置 于距光强 度稳定 的光源 １ ｍ 的 ０ｃ 电磁搅拌 器上 ， 反应过 程 中剧 烈搅拌 ， 隔一 定时 间 每 取出 ４ ｍＬ悬 浊液进 行 离 心分离 ， 上层 清 液进 行 浓 取 度 分析 ， 应体 系 的温度保持 在 （５± ）℃ ， 反 ２ ５ 反应装 置 与空气 相通 ．
ＣＨ Ｎ Ｃ Ｈ Ｏ （ ６ ５ Ｈ 、 ５ ＣＨ５无水 ） Ｃ Ｈ Ｏ 无水 ）３ ％ 、２ ５ Ｈ（ 、０ Ｈ Ｏ 、 Ｃ （ ） Ｈ Ｏ （ ） 仪器 ：０ Ｆ ： Ｈ １浓 、 Ｎ 浓 ． １１Ａ一１型 电热 鼓 风 干燥箱 （ 海 申光 仪 器 仪 表 有 限公 司 ） ８ 上 ，５—２ 型恒温 磁 力搅 拌 器 （ 海 志 威 电 器 有 限 公 司 ）８０ 上 ，０
光催化ppt课件
❖ 半导体结构与绝缘体类似，所不同的是Eg较窄，电子从价带克 服禁带能垒跃迁至导带有两种途径。
❖ 一种可以通过热激发或光激发实现。 ❖ 另一种通过掺杂改变半导体材料的电子分布状况实现。
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掺杂半导体
❖ 在半导体中含有少量杂质原子称为掺杂半导体。 ❖ 若掺杂原子的价电子除了成键外还有剩余，则为施主。多余的
----抗菌性： 杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓 杆菌、病等。 ----空气净化： 分解空气中有机化合物及有毒物质：苯、甲醛、氨、 TVOC等。 ----除臭 ：去除香烟臭、垃圾臭、生活臭等恶臭。 ----防霉防藻： 防止发霉、防止藻类的产生, 防止水垢的附着。 ----防污自洁：分解油污,自清洁。
❖ 随着研究深入，人们发现半导体光催化技术在去除污染物等方面 ，具有能耗低、氧化能力强、反应条件温和、操作简便，可减少 二次污染等突出特点，有广阔应用前景。
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❖ 1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行， 日本发表 许多关于光触媒的新观念，并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。 此后，光触媒应用于抗菌、防污、空气净 化等领域的相关研究急剧增 加。
❖ 低压汞灯操作温度为常温，因此不需要冷却，灯的电能大部分转化为光能，
常用。
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❖ 溶液pH值影响 其对半导体粒子在反应液中的颗粒物聚集度、表面电荷和有机物在半导体 表面的吸附等有较大影响。
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❖ 反应温度 在实际反应中，光催化反应对温度的变化不敏感，因为光催化反应的表观 活化能很低，故反应速率对温度的依赖性不大。
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（2)半导体在溶液中的氧化还原反应过程
h++H2O e -+O2 2HO2 • H2O2 + •O2-
新型光催化剂载体羟基磷灰石的制备及性能表征
摘要本论文主要分为两大部分第一部分是均匀沉淀法制备羟基磷灰石的研究第二部分是研究用羟基磷灰石作为载体的负载型二氧化钛光催化剂的制备及性能评价羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成份合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性吸附性生物高分子的分离精制环境净化重金属离子的捕获环境催化剂脱氟剂等方面有广泛的应用本论文采用均匀沉淀法制备了纳米级的针状羟基磷灰石利用XRD FT-IR SEM BET比表面测试以及粒度测试对其进行了表征并最终获得了平均粒径为纳米级的针状羟基磷灰石晶体在制备得到性能良好的羟基磷灰石粉末的基础上采用压模成型的方法烧结制得具有一定形状和强度的羟基磷灰石块状载体光催化氧化法是以n 型半导体的能带理论为基础以半导体作敏化剂的一种光敏氧化法传统光催化悬浮体系存在反应后TiO2难以回收以及产生二次污染等问题很多研究者考虑将光催化剂固定到某种载体上本文拟通过制备一种与环境友好的羟基磷灰石作为具有吸附性能的新型载体改进溶胶-凝胶法制备TiO2的配方采用浸渍涂覆的方法制得高效且能多次重复使用的负载型复合光催化剂并以酸性媒介红B等模拟染料废水为处理对象来进行光催化的活性评价其中对光催化剂TiO2的负载量染料溶液初始浓度及pH值染料溶液的种类载体本身的特点对染料的脱色进行了讨论并将TiO2/HAP与P25悬降体系玻璃载体进行了比较实验结果表明当钛酸正丁酯与水的摩尔比为12以冰醋酸作酸催化剂和络合剂并添加一定量的稳定剂时既能保证所制备的溶胶长时间不变成凝胶又能保证催化剂负载牢固当煅烧温度为500时TiO2的主要晶型为锐钛矿结构将HAP模块在TiO2溶胶中浸渍涂覆3次平均负载量为0.171克/片在15W的杀菌灯下的照射120min后对100mg/L酸性媒介红B的脱色率可达到92%以上实验证明了TiO2/HAP对染料具有较高的催化活性HAP不仅是一种良好的吸附材料而且对光催化还有一定的促进作用是一种良好的光催化剂载体综上所述采用均匀沉淀法可制得粒径在纳米级的针状羟基磷灰石对其进行加工定型后除本身具有一定的吸附效果和光催化效果外还是一种性能良好的光催化剂载体这对制备新型环境材料羟基磷灰石以及开发拓展它的新功能方面有一定的应用价值关键词羟基磷灰石二氧化钛均匀沉淀法光催化载体染料废水AbstractThis dissertation has two parts. The first part is the preparation of hydroxyapatite (HAP). And the second part is the preparation of photocatalytic materials, titanium dioxide. The new immobilized photocatalysts are prepared using HAP as carrier. The activity of the immobilized photocatalysts is investigated by photocatalytic degradation of Acid Mordant Red B.HAP as the main inorganic component of the hard tissues in bones and teeth, is widely studied and used in clinical application to fill or restore damaged human calcified tissue because of its excellent bioactivity, biocompatibility and nontoxicity.Nanograde needle-like)2crystals are prepared by homogeneous precipitation method starting from Ca(NOFT-I Rfor 2h ,coated p hotocatalyst with 3 coating layers ,the degradation of 100mg/L Acid mordant red B rat e for 2h is more than 92%.The experimental results have indicated that nanograde needle-like crystals are prepared by homogeneous precipitation method. Not only the adsorption of HAP, but alsothe excellent carrier of immobilized photocatalysts.Key words: Hydroxyapatite Titanium dioxide Homogeneous precipitation method Photocatalytic Carrier Dye wastewater1 绪论1.1 引言磷灰石是具有相同结构的无机磷酸钙大家族的总称简称HAP或HA)是严格化学组成的化合物是人体和动物骨骼的主要无机成份它是一种长度为20~40nm³Ý¹ÇµÄ½á¹¹Ò²ÀàËÆÓÚ×ÔÈ»¹ÇÆä³É·ÖºÍ×ÔÈ»¹ÇÍêÈ«²»Ò»Ñù其生物兼容性和人体适应性尚不令人满意研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃日本学者Aoki[3][4]等发现烧成的羟基磷灰石陶瓷具有很好的生物兼容性Aoki我国80年代开始研究羟基磷灰石陶瓷山东工业陶瓷研究设计院并进行了许多临床研究Ｐ理论值为1.67ËüÃǵĸßÎÂÏ༴Êdz£ÓõÄ和-TCPO xnHôÇ»ùÁ×»ÒʯÄÉÃ×Á£×ÓÓëÆÕͨµÄHAP相比具有不同的理化性能具有抑癌作用等在研究中人们发现羟基磷灰石纳米粒子本身就有一定的生物学效应制备出分散性良好合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性生物高分子的分离重金属离子的捕获包括羟基磷灰石粉末和陶瓷的制备已有了充分的认识由于机械可靠性差由于羟基磷灰石的一些独特性质当前的研究主要集中在以下几个方面１因此来设计生物陶瓷种植体的形状ÉúÎï»îÐÔ²£Á§µÈ×é³É¸´ºÏ²ÄÁÏ[7]¶ø¶Ô²»Ðâ¸ÖÈÍÐÔÓÅÁ¼µÄ¼Ó¹¤ÐÔÄÜÀ´¿ª·¢Ó¦ÓÃHAP材料的一个尝试白色半透明粉末折射率为1.64~1.65¼î·Ö×ÓÖеÄCa2+容易被Cd2+Ba2+»¹¿ÉÓ뺬ÓÐôÈ»ùµÄ°±»ùËám空间群ｂ０．６８８５ｎｍ0001面上的投影可见这种Ca2+的配位数为9¸½¼ÓÒõÀë×ÓOH-则与其上下两层的6个Ca2+组成OH-Ca6配位八面体这种Ca2+的配位数为70001¸ÃλÖÃÁª½á×Å2个Ca2+ÓÉÓÚ2个Ca2+带正电当表面的Ca2+在某一瞬间空缺时能吸附Sr2+等阳离子和蛋白质分子上的E基团在水中的表面能较低从原料来源看湿法包括沉淀法干法即固态反应法１该法反应温度不高工艺相对简单必须严格控制工艺条件4H2OÊ®¶þÍé»ùÁòËáÄÆΪÔ-ÁϲÉÈ¡¾ùÔȳÁµí·¨ÖƱ¸ÁËÄÉÃ×¼¶µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ·ÛÄ©2ÓëÆäËûʪ»¯Ñ§·½·¨Ïà±È²»Ðè×÷¸ßÎÂ×ÆÈÈ´¦Àíͨ¹ý¿ØÖÆË®ÈÈÌõ¼þË®ÈÈ·¨ÖƱ¸µÄ·ÛÌ徧Á£Ï߶ÈÓë·´Ó¦Ìõ¼þ(反应温度工艺较为简单通过水热合成得到晶粒完整作者还发现HAP粉体随水热温度的提高及时间的延长廖其龙等[11]采用CaCO3和CaHPO4.2H2O的混合物为前驱物下经8h的水热反应３溶胶形成后得到疏松的干凝胶该法优点在于纯度高但是邬鸿彦等[12]采用硝酸钙和磷酸三甲酯为原料１孟令科等[13]在800ÔÚ500-12004ÔÚ1000-1300Ca10(PO4)6(OH)2+4H2O +4CO2Ca 3(PO4)2+CaOCa10(PO4)6(OH)2+6 H2O(PO4)2+Ca(OH)2Ca½Ï³¤µÄÔ¤»ìĥʱ¼ä¶ÔÖмäÏàת»¯ÎªHAP更为有利无晶格缺陷结晶程度高的HAP晶体往往有杂质相存在因此在生物陶瓷领域较少采用５对医用生物材料而言如高温分解哺乳类动物骨制得结晶程度较好的HAP粉近年来也成功地从鱼鳞中提取了HAP和吸附激光由于其独特的生物相容性制得了各式各样的复合材料组织工程支架和穿皮元件等而用作生物大分子分离[18]ÈËÃÇ·¢ÏÖôÇ»ùÁ×»Òʯ×÷Ϊ»·¾³²ÄÁÏ·½Ãæ¾ßÓÐÐí¶à¶ÀÌصÄÓŵã¸÷ÖÖ²ÄÁÏ´ÓÁòËá¸Æµ½ÍѸƹǶ¼ÓÃÀ´×÷ΪÒÆÖ²¹ÇµÄÌæ´úÎïHAP与构成动物骨骼的主要矿物---生物磷灰石组成相似具有良好的理化性质和生物学特点根据HAP自身结构和具有的生物特性１ＨＡＰ和合成高分子的复合[23-24]Í¿²ã[25-26]和金属合金组成的复合材料[27-28]5HAP的多相复合材料[32-33]¿ÉÖƳɸ÷ÖÖÎü¸½¼ÁºÍÀë×Ó½»»»¼ÁÖîÈç½µ·ú¼ÁHAP的晶体结构形式和离子半径相似性决定了某些阳离子(如Pb2+Zn2+ijЩÒõÀë×Ó(如F-Ö÷ÒªµÄÈ¥³ý»úÀí°üÀ¨Îü¸½ÀûÓÃËüµÄÕâЩÌØÐÔ¿ÉÓÃÓÚÐí¶àÓк¦ÖؽðÊôÀë×ӺͷúÀë×ӵĸ»¼¯·ÖÀë±»Îü¸½µÄÖؽðÊôÀë×ӿɹ̻¯ÔÚ¾§¸ñÖжø²»³öÏÖ½âÎüÆäÐÐΪÀàËÆÓÚË®ÈÜÒºÖÐÑôÀë×ÓÓëÁ×»Òʯ¾§¸ñÖÐCa2+之间的离子交换反应这对于去除废水中的各种重金属离子和综合回收其中有价值元素具有潜在的应用前景铁氧体法离子交换吸附近年来Cu2+Pb2+ >Cd2+>Cu2+ >Zn2+ïӵķÏË®Cd2+Ca 3.5Cd6.5(PO4)6(OH)2½»»»Îü¸½ÈÝÁ¿¸ßÉ豸¼òµ¥HAP对F-的结合能力很强,这不仅由于F-与OH-带有相同的电荷,并且具有很小的离子半径,很容易取代OH-填进HAP的晶格由于HAP对F-的吸附作用一是双分解反应形成CaF2PO4PO»¹Ìرð½«ôÇ»ùÁ×»ÒʯÓë¹ÇÌ¿»îÐÔÑõ»¯ÂÁÔÚÖØÁ¿ÏàµÈµÄÎü¸½²ÄÁÏÖÐÒÔ¼°ÆäËûº¬·ú·ÏË®µÄ´¦Àí·½Ãæ¾ßÓкܺõÄÓ¦ÓÃÇ°¾°ÈçHAP能吸附Cl-3HAP还能吸附某些低分子的有机偶联剂[40]Maniatis[41]发现HAP能对高分子的有机物如蛋白质产生吸附而且与溶液状况及聚合物建立了羟基磷灰石(HAP)吸附牛血清白蛋白 (BSA)的物理模型和数学模型[43]ͨ¹ý·Ö×ÓÄ©¶ËµÄ¹ÙÄÜÍÅÓëHAP表面的吸附位置结合而HAP吸附高分子有机物时1.2.3.3 萤光材料1949年并很快在萤光并且有较强的离子交换能力离子交换领域找到了广阔用途也可作为化学反应取得不错的效果[45]和H3PO4做前驱物MM来制备HAP 1.5ppm200ppmͬÑùW.T.Reichle对环己酮,H.Nishikawa[48]对三氯丁烯进行处理 Yuichi.Komazak 在实验中HAP等比例混合后粘结在玻璃管上这些文献都证明了HAP 具有一定的光催化效果由东京大学开发的光敏催化剂是由被钛改性的羟基磷灰石钙(Ca-HAP)制得的加入钛１这就是该催化剂比传统的光敏催化剂效果好的原因在不可见光下这种新型催化剂可以用于像乙醛1.2.3.5 湿度传感元件随着科学技术发展高强度的高性能陶瓷材料受到广泛的重视羟基磷灰石在室温下的湿敏机理可用于质子导电从而把HAP又列入新型智能敏感材料的行列磷灰石水泥所以有希望作为自然融合型的新材料而得到利用并具有良好的生物相容性和生物活性白度高牙釉质的硬度为7²»½ö¿ÉÒÔÆðµ½Á¼ºÃµÄÄ¥²ÁÅ×¹â×÷ÓÃ会损伤牙釉质使牙齿变白牙面亮泽[53]通过羟基磷灰石牙膏的体外吸附试验含2%羟基磷灰石的牙膏促进牙龈炎愈合1.2.3.8 其它1989年另外HAP还可用作脱臭剂和毛发化妆品的主要原料[57-58]½µµÍÓÍÖ¬Ëá¼ÛºÍ¹ýÑõ»¯ÖµµÄ¾«ÖÆÔ-ÁϵÈÓйضþÑõ»¯îѵȰ뵼Ìå¹â´ß»¯¼ÁµÄÑо¿³ÉΪ¹úÄÚÍâ»·¾³ÁìÓòµÄÒ»¸öÈȵ㼺ÓкܶàÆÀÊöÐÔÎÄÏ×Ëù±¨µÀÈÈÎȶ¨ÐԺöÔÈËÌåÎÞº¦µÈÓŵ㱶ÊÜÈËÃÇÇàíùÈËÃǹ㷺¶øÉîÈëµØÑо¿Á˶þÑõ»¯îѵĸÄÐÔ¼¼ÊõÒÔÌá¸ß¹â´ß»¯¼ÁµÄ»îÐԺʹ߻¯Ð§Âʼ´Ê¹Ó÷Ûĩ״¹â´ß»¯¼Áʵ¼ÊÉÏÕ⼺¾-³ÉΪÒÔ¶þÑõ»¯îѵÈΪ»ù´¡µÄ¹â´ß»¯·½·¨ÄÑÒÔÉÌÒµ»¯µÄÖ÷ÒªÔ-ÒòÖ®Ò»ÈËÃÇÒѽ«Ñо¿µÄÖصãתÏòÖƱ¸¸ßЧÂʵĴ߻¯Ä¤È¡´úTiO2粉末在不同的应用条件与环境下总体来说´ø϶½Ï¿í(约3.2eV )如何提高光催化剂的光谱响应范围和催化效率是制约TiO2光催化技术实用的关键问题[60-61]¿ÕѨµÄ·ÖÀëЧÂÊ贵金属表面沉积[63]表面超强酸化[66]等２而化学方法分为溶胶-凝胶法电化学沉积法[70]ÆäÖÐÓõý϶àµÄÊÇÈܽº-凝胶法它可细分为浸渍提拉法[73-74]热催化[79]电化学等技术[82]或过程与光催化反应相结合的研究ÈÝÒ×Öж¾´ß»¯¼Á²»Ò×·¢É¢µÈȱµã[83]µ«²¢²»Ó°Ïìʵ¼ÊÓ¦ÓÃÌá¸ß¹â´ß»¯Ð§ÂÊÒ»°ãÓÉÌîÂúµç×ӵĵÍÄܼ۴ø(valence band¼Û´øºÍµ¼´øÖ®¼ä´æÔÚ½û´øEg) 的光照射半导体时在价带上产生空穴(h+)¶ø¾ßÓкÜÇ¿µÄÑõ»¯ÄÜÁ¦OH自由基也有部分有机物与h+直接反应整个光催化反应中半导体内产生的电子-空穴对存在分离/被俘获与复合的竞争 图1.2 TiO2半导体光激发原理Fig1.2 Mechanism of TiO2 semiconductor excited by impinging photos1.3.3 光催化剂载体的选择光催化氧化体系的研究然而通常的悬浮相光催化氧化存在与水分离困难因此催化剂的固定化不仅可以解决悬浮相催化剂的分离回收的问题催化在活性组分上的转化载体的选择及催化剂固定技术已是光催化研究的一个重要方面无机载体和有机载体如使用寿命性质稳定其次是吸附剂类１具体而言空心玻璃微球[90-91]玻璃筒[94]Ö®ËùÒÔʹÓò»Í¬ÐÎʽµÄ²£Á§Òò´ËÓýþÍ¿处理方法制备出漂浮负载型TiO2薄膜光催化剂选择玻璃作为载体时要注意两方面的影响较为理想玻璃中Na+ÆÆ»µTiO2的晶格结构而Si4+相对而言在热处理时更加惰性和稳定由于玻璃表面十分光滑平整附着牢固目前仍有很大的研究价值２破坏TiO2晶格降低催化活性目前使用的主要有不锈钢[97]泡沫镍[100]等所以负载也较困难３活性炭[102]Ôö¼Ó¾Ö²¿Å¨¶ÈÒÔ¼°±ÜÃâÖмä²úÎï»Ó·¢»òÓÎÀëÔÚ¹âÕÕÏÂÄÜ´ß»¯½µ½â¼«Ï¡Å¨¶ÈµÄ³ý²Ý¼ÁÈÔ´æÔÚ·´Ó¦ºóÂ˳ý¹â´ß»¯¼ÁµÄ²»±ãÈç²£Á§ÉÏ»òÉè¼Æ³ÉÁ÷»¯´²ÐÎʽ´ó·Ö×ÓµÄÓлúÎï²»ÄܽøÈëÓëÆä³ä·Ö½Ó´¥Ôò¾ßÓкܸ߹â´ß»¯»îÐÔ¶Ô³¬Ï¸¿ÅÁ£µÄTiO2具有良好的附着性Al2O3陶瓷片Micheal L. Sauer 等[103]以蜂窝状陶瓷柱作为载体负载TiO2光催化降解空气中丙酮获得了满意效果掺杂其中或是将TiO2涂布表面也能被TiO2光催化降解到目前为止主要用于废水处理和空气净化上一种是将纳米TiO2粉体混入溶液中或直接机械搅拌称为悬浮体系悬浮体系较为简单方便受光也较充分但使用中发现存在着难以回收催化剂不易分散等缺点但并不影响实际应用甚至会获得更高催化效率商品化和工业化具有重大的实际意义包括纺织其中以染色废水污染较为严重它包括纺织废水和印染废水两部分印染废水主要来自退浆丝光其中污染物主要是指各种纤维材料和加工时使用的染料表面活性剂和各类整理剂等生产品种一般印染废水pH值为61000mg/L生物化学需氧量悬浮物碱性强化学方法1.5 选题及课题研究的目的和意义1.5.1 选题本课题是国家863计划TiO2光催化氧化技术具有极大发展前景量子效率较低等问题围绕TiO2光催化剂载体羟基磷灰石的制备与TiO2光催化剂固定本论文分两部分文章的后一部分在制备得到较好的二氧化钛溶胶的基础上同时选择以载玻片为光催化剂的载体制备出负载型光催化剂TiO2 /GlassµÍºÄµÈÌصã´ß»¯¼ÁÒÔ¼°´ß»¯¼ÁµÄÔØÌåÊÇ´ËÏî¼¼ÊõµÄ¹Ø¼üÄÚÈÝÒ×Á÷ʧµÈÌصãÓÉÓÚôÇ»ùÁ×»ÒʯÓÅÁ¼µÄÎü¸½ÌØÐÔ¼°»·¾³ÓѺõÄÐÔÄܲÉÓýþ×ÕÍ¿¸²µÄ·½·¨ÖƱ¸Á˸ºÔØÐ͹â´ß»¯¼ÁTiO2 /HAP2ÖƱ¸³öÁËÄÉÃ×Õë×´µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ¾§ÌåÒÔ¼°¹¤ÒµÖдó¹æÄ£ºÏ³ÉôÇ»ùÁ×»Òʯ¶¼ÓÐÒ»¶¨µÄʵ¼ÊÒâÒå3¸ßЧÎﻯ×éºÏ¼¼ÊõÓëÉ豸的要求2 纳米针状羟基磷灰石的制备及表征在合成制备羟基磷灰石的这些方法中颗粒较细于是本论文选择以硝酸钙和磷酸为原料ＦＴ－ＩＲ比表面测试等方法进行表征分析１００１ 上海市吴淞五金厂磁力加热搅拌器78—1 江苏江堰银河实验仪器厂XRD粉末衍射仪Max-3B日本RIGAKU D粉末粒度测试仪Nano-Zetasizer-90 英国马尔文公司比表面测试仪ASAP2020V 美国傅立叶变换红外光谱仪equcno×55型美国Bruker公司SEM电子扫描显微镜Sirion 200 FEI公司压力试验机WE-A型山东凯威公司表2.2列出了实验所需的主要药品和试剂表2.2 部分实验药品Tab2.2 Experiment Reagent试剂分子式级别生产厂家硝酸钙Ca(NO)2H2O A.P 武汉市江北化学试剂厂六偏磷酸钠(NaPO3) 6 A.P 天津市博迪化工有限公司2.2 实验方法将一定量的Ca(NO)2°´Ca下继续搅拌1h后静置将烘干后的产物在一定温度下煅烧其反应流程图见图2.1)2 +6 H3PO4 + 20NH310Ca(NO2.3 分析方法2.3.1 X射线衍射测定条件为铜靶 1.5418A扫描速度20FT-IR按照1ÒÇÆ÷µÄ·Ö±æÂÊΪ4cm-12.3.3 粉末粒径大小及其分布为了对制备得到的粉末的粒径大小及其分布有一定了解以六偏磷酸钠为分散剂2.3.4 BET比表面测试采用美国ASAP-2020型比表面测试仪从而得出HAP粉末的BET比表面积并计算孔体积和粒径SEM2.4 结果与讨论2.4.1 Ca·Ö±ðÊÇ0.6mol/L0.1mol/L P½Á°è将溶液的pH值调节至10¹ýÂË在750图2.2 不同初始浓度Ca(NO3)2所制得的HAP粉末的XRD图Fig2.2 XRD patterns of HAP powder prepared by different initial concentration of Ca (NO3) 2图2.2是四种不同初始浓度下制得的HAP在750µ±Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L时颗粒的沉降速度变慢Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L的反应液静置陈化一段时间后发现但产量低较难过滤经分析那是初始浓度为0.1mol/L0.6 mol/L的Ca(NO3)2制得的粉末的平均粒径分别为66nm183.7 nmÐγɵľ§ºËÊýÄ¿Ô½¶à¿É¼û当的初始浓度当Ca(NO 3)2的初始浓度较低时因此得到的晶体粒径较小晶核与晶核之间更容易融合在一块2.4.2 HAP 煅烧温度的影响取Ca(NO3)2将均匀沉淀得到的沉淀物反复洗涤下煅烧红外粒径大小及其分布１４５０９５０HAP 的衍射峰底部较宽热处理后还有一些NO 3-未分解完全其谱峰明显地不够尖锐但随着烧结温度的升高形成结晶度很好且单一的HAP 相时但同时也含有较多的杂峰通过与HAP 的JCPDS 标准卡片比较知-TCP时羟基磷灰石开始发生相转变了ａ950图2.3 不同温度下煅烧HAP后的XRD衍射图谱Fig 2.3 XRD patterns of HAP powder prepared by different sintering temperatureÔ-Ïȼò²¢µÄ¼òÕýÕñ¶¯ÊÜλÖÃȺ¼´³öÏÖÁ˼ò²¢ÎüÊÕ´øµÄ·ÖÁÑͼ2.4为不同温度下煅烧的羟基磷灰石粉末FT-IR图谱H2OÆäÖÐ3570cm-1和633cm-1分别为OH-的伸缩振动íOH带和OH-的摆动ñOH带875cm-1峰表明有HPO42-基团存在962 cm-1ÔÚ(a)和(b)中1385cm-1的宽带和隆起是由NO3-的存在造成的说明在较高温度烧结HAP时NO3-已完全分解3570 cm-1和633cm-1处的OH-峰越来越尖锐说明随着温度的升高HPO42-基团逐渐消失了在低温煅烧时特征峰不突出随着煅烧温度的升高HAP又开始发生相转变-TCP的吸收峰ａ图2.4 不同温度下煅烧后的羟基磷灰石粉末的FT-IR图Fig 2.4 FT-IR of HAP powders prepared by different sintering temperature treament和950ÄܽϺõķ´Ó¦·ÛÄ©Á£¾¶´óСµÄ¾ùÔÈÐÔ和950在低温如200µ«Ëæ×ÅÈÈ´¦ÀíζȵÄÉý¸ß¾§Á£Ö®¼äµÄ²¢ºÍ¼Ó¾ç比表面计算得到的粒径大小基本吻合同时HAP粒子的粒径分布越来越宽而在图d中随着煅烧温度的升高(a) 200(c) 7504450950干燥脱气处理后置于-195.604Èç¹û¼ÙÏóHAP粒子为均匀球状分布表2.3 HAP比表面积与煅烧温度的关系Tab2.3 the effects of different sintering temperature treament on HAP surface煅烧温度200 450 750 950比表面积nm30.5 68.0 94.3 164通过ASAP-2020型比表面分析仪测试５６．７１／ｍ2 /g可见这可能是因为在该过程中粒子融合在一起且逐渐致密化而空洞的收缩这可能与用粒度仪测试HAP粒子时溶液的分散效果５下煅烧时HAP的晶型逐渐突出时已基本可以看出HAP为针状晶体时越发突出其形貌特点也可以得到解释随着温度的升高晶型也凸现出来a450d²ÅÄÜ·¢»ÓÆä¶ÀÌØ×÷ÓÃ将过滤后所得的沉淀在100Í£Ö¹¼Óѹ²¢ÔÚ¸ÃѹÁ¦Ï±£³Ö2分钟后退模然后将生胚置于马弗炉中分别在200750下烧结形成素胚HAP 450图2.8 烧结温度对HAP 横向收缩率的影响Fig2.8 Contraction percentage of HAP compacts as a function of sintering temperature采用阿基米德法分别测试各温度下烧结形成素胚的密度从图可以看出随着烧结温度的升高说明素胚结合越来越致密－９５０时的基础上增加了4%HAP 开始慢慢转化为Ca32.5 本章小结4H2O 的初始浓度其中煅烧温度越高时纯度较差煅烧温度为7502我们制备羟基磷灰石时Ca(NO 3)2素胚的烧结温度分别选为450²ÉÓþùÔȳÁµí·¨ÊÇÒ»ÖֺϳÉHAP 陶瓷较简便的方法煅烧温度低有一定的工业应用价值3 TiO2溶胶及负载型光催化剂HAP/TiO2的制备与表征3.1 TiO2溶胶的制备负载型TiO2的制备方法主要有溶胶-凝胶法离子交换法制备条件温和牢固性好等优点而成为目前最常用和最具有前景的方法因此溶胶的稳定性是大家普遍关注的问题探索稳定时间长实验中所用的水均为蒸馏水表3.2 部分实验仪器Tab3.2 Experiment Reagent名称型号生产厂家磁力加热搅拌器 78—1 江苏江堰银河实验仪器厂马弗炉湖北省英山茂福电炉厂烧杯5020²»¶Ï½Á°èϼÓÈëÒ»¶¨±ÈÀýµÄÕý¶¡´¼剧烈搅拌90min后最后加入稳定剂B在得到TiO2溶胶的基础上温度下煅烧3.2 结果与讨论3.2.1 水量的影响表3.3列出了水的用量不同时温度25稳定剂A和稳定剂B的用量分别为0.7mlÒÔ¼ìÑé¶þÑõ»¯îÑÈܽºÖƱ¸¹ý³ÌÖвÎÊýµÄÑ¡Ôñ表3.3 水量对溶胶的影响Tab3.3 Effect of water content on sol stabilityH 2O (ml) 溶胶的稳定性膜1.0 加入H 2O 后10min 成为乳白色沉淀0.5 溶胶可稳定存放4d 干燥后即可用手抹去0.3浅黄色溶胶煅烧后有大面积白色晶粉存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 ０．１ 溶胶的性状基本同上一次煅烧后附着不牢2次煅烧膜成粉状煅烧3次后膜一抹即掉Ti(OBu n )4Ti (OBun)2(OH)2Ti(OH)4缩合反应一般都与Ti(OBu)4/H 2O 的摩尔比有关在稳定的溶胶体系中上述过程是分步进行的加水量少反之从表中数据可以看到生成氧化物沉淀但水缺乏时综合考虑溶胶的稳定时间和成膜性质适２均匀有序的溶胶结构需要较快的水解反应速率和较慢的聚合反应过程而加入酸作催化剂不仅能加快醇盐的水解反应过程它们会排斥OR 基而与羟基相吸附使它们的电荷更正另一方面OR 基与金属阳离子之间为此比较了它们的催化作用温度25稳定剂A 和稳定剂B 的用量分别为0.7ml·ÅÖúó³ÊÀ¶É«¸½×Ų»ÀÎHNO 3 5浅黄色溶胶可抹去HNO 3 3浅黄色溶胶可抹去HNO 3 1 缓慢形成白色沉淀 /CH 3COOH5浅黄色溶胶70d后颜色加深90d时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色只有pH值适当时pH 值越小pH 值过小(如小于1.5)时溶液逐渐成稳定的溶胶这些带电胶粒互相排斥促使其不能聚合成凝胶也不会立即聚沉温度及反电荷溶胶等强电解质用HNO3调节pH为1时直接生成了沉淀水溶液中电离常数为1.75¸üÖ÷ÒªÊÇÒòΪ´×ËáÊÇÒ»ÖÖÂçºÏ¼ÁÒ»ÖÖÔÚÄ©¶ËTi(OBu n)4+AcOH´×ËáÅäλÌå×÷Ϊ˫Åäλ»ùÒýÆðòüºÏÅäλºÍÇŽÓλÈܽº²»»á¶Ìʱ¼äÄÚ±ä³ÉÄý½º¿Õ×èЧӦºÍÂçºÏÄÜÁ¦À´Ó°Ïì½ðÊô´¼ÑεÄË®½âºÍËõ¾ÛµÄ³Ì¶ÈµÄ¾ùÔÈ»¯Æä·Ö½â±í3.5给出了无水乙醇其他条件为冰醋酸2.0ml0.5mlÈýÖÖ²»Í¬µÄ´¼×÷ÈܼÁʱîÑËᶡõ¥¿ÉÓë´¼ÈܼÁºÜ¿ì·¢Éú¿ÉÄæµÄÈ¡´ú·´Ó¦¶ø¿Õ×èЧӦ´óС´ÎÐòÔòÊǶ¡Íé»ù>异丙烷基>乙烷基缩聚反应都是乙烷基最快乙醇>异丙醇>正丁醇加快凝胶化进程表3.5 溶剂的影响Tab3.5 Effect of solvent on sol stability溶剂 溶胶的稳定性膜无水乙醇草绿色溶胶4次煅烧后开始脱落之后成为亮黄色凝胶 可连续6次涂膜煅烧存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 3.2.4 稳定剂的作用钛酸酯中的钛虽然是四价所以加入配合能力适当的配体不但不会发生白色沉淀而且易于生成氢氧化物或氧化物沉淀得到稳定的溶胶其他条件为冰醋酸2.0ml3.2.5 TiO2的X衍射分析煅烧温度和时间影响晶粒的生长过程及晶型金红石(rutile)和板钛矿(brookite)三种晶型其中锐钛矿型光催化活性较高图3.1 TiO2晶型结构示意图Fig3.1 the pattern structure of TiO2 crystallites两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体相互联结的方式不同锐钛矿型八面体呈明显的斜方晶畸变３．０４）比金红石型(3.57 Å1.980 Å)小于金红石型(1.949 Ű˸ö¹²¶¥½Ç)Ëĸö¹²¶¥½Ç)ÈñîÑ¿óÐÍÓÉËĸöTiO2分子组成锐钛矿型的质量密度(3.894g/cm3)小于金红石型(4.250g/cm3)金红石型TiO2比表面积较小·OH的另一个来源以及羟基化产物进一步氧化反应的氧化剂光生电子与空穴容易复合图3.2是将TiO 2干凝胶分别在400600时当煅烧温度为600¶øµ±ìÑÉÕζÈΪ500下煅烧催化剂即可制备负载型的光催化剂TiO2/ HAPÑ¡ÓÃHAP450慢慢浸入制得的TiO2透明溶胶中最后将其在马弗炉中煅烧下保温一段时间即得负载型光催化剂TiO2/HAP模块每片HAP450模块上的涂覆量可通过称重差量得到A0表示负载前的重量表3.7 负载次数与TiO2负载量Tab3.7 Relation between loaded weight and coating times负载次数 1 2 3 4 5 6HAP450g%g%HAP模块表面负载的二氧化钛量也随之增加同时的负载量HAP450±È±íÃæ½Ï´ó3.3.3 TiO2/ HAP的吸附性实验广义的吸附作用(sorption)包括两种主要的机理其中表面吸附有4种类型而我们通常所说的吸附作用皆属于表面吸附的范畴Kresak.M认为HAP对有机物的吸附大部分符合Langmuir型单分子层的吸附等温线素坯以及负载好二氧化钛溶胶的模块置于100mg/L的酸性媒介红B溶液中暗反应。
钇掺杂TiO2形态结构表征及光催化活性研究
２ ０ １ ３年 １ ２月
文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ５ ８ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ８ ２ — ０ ４
钇掺杂 Ｔ ｉ Ｏ ２ 形 态 结 构 表 征 及 光 催 化 活 性 研 究
樊 国栋 ，郭 淑 清 ，刘保 健 ，沈 文。 ，林振 宇。
（ １ ． 陕西 科 技 大 学 化 学 与 化 工 学 院 教 育 部 轻 化 工 助 剂 化 学 与 技 术 重 点 实 验 室 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ２ １ ；２ ． 陕 西 科 技 大 学 生 命 科 学 与 工 程学 院 ， 陕西 西安
ＦＡＮ Ｇｕ ｏ — ｄ ｏ ｎ ｇ ，ＧＵＯ Ｓ ｈ ｕ — ｑ ｉ ｎ ｇ ，Ｉ Ｉ Ｕ Ｂａ ｏ — ｊ ｉ ａ ｎ ，Ｓ ＨＥＮ Ｗｅ ｎ ，ＬＩ Ｎ Ｚ ｈ ｅ ｎ — ｙ ｕ 。
（ １ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ。Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ
Ｃｈｉ ｎａ：３．Ｋ ｅ ｙ Ｉ ａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏｆ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｆｏ ｏ ｄ Ｓａ ｆ ｅ ｔ ｙ， Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅｄｕｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｆｕ ｚ ｈｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｆｕ ｚ ｈｏ ｕ ３ ５ ００ ０２，Ｃｈｉ ｎａ ）
剂表 面有 大量孔 ， 平均 粒径 为 １ ０ ～２ ０ ｎ ｍ； Ｅ ＤＳ测试 表 明 Ｙ 在 Ｔｉ Ｏ 中分布 均 匀 ； Ｂ Ｅ Ｔ 测试 结
纳米硫化镉的制备、表征及其光催化性能研究
２００ ０ ０ 、无水 乙醇 、亚 甲基蓝均 为分析 纯 。去离子水 为 Ｓ － Ｈ ２型磁力搅拌器 （ 北京金北德工 贸有 限公司） 、
３ 结 果 与讨 论
３１ Ｘ 射 线 （ Ｄ）分 析 ． ＸＲ
型 ｐ 计 （Ｅ Ｃ Ｌ Ｃ Ｒ Ｎ Ｃ ） Ｈ ＪＮ ＯＥ Ｅ Ｔ Ｏ ＩＳ 。
Ｃ Ｓ颗粒 ， ｄ 通过 Ｘ射 线衍射 （ Ｒ 和扫描 电镜 （ Ｅ ） Ｘ Ｄ） ＳＭ
分析 其 晶型和粒径 ，通过 紫外 ． 见漫反 射 的表 征 ，计 可 算其带隙能 ， 并用 Ｂ Ｔ法测定其 比表 面积 ． Ｅ 通过对 Ｃ Ｓ ｄ 固体 的红外光谱 的分析 ， 究颗粒 的表 面状 况。将制备 研
36光催化性能的研究361光催化性能的确定为了确定亚甲基蓝溶液的浓度变化是由于简单的物理吸附或者是亚甲基蓝溶液直接被光氧化的化学反应还是真正发生了cds颗粒的光催化反应所以需要进行空白实验有光照无cds颗粒和暗反应实验无光照有cds颗粒来对比以验证cds颗粒的光催化活性过程如下
维普资讯
的纳米 Ｃ Ｓ 颗粒 用 于亚 甲基蓝 的光催化 降解反 应 ，通 ｄ 过空白实验和暗反应 实验 的对 比证 明 ，自制 的纳米 Ｃ Ｓ ｄ 颗粒 具有 良好的光催化性 能． 最后还通过 多次 实验证 明 了 自制 Ｃ Ｓ具有持久 的光催化寿命 ． ｄ 关键词 ： 硫 化镉；亚 甲基蓝 ；光催 化
米粒子 以下基本结构特 点： １超细粒 子及粒径 分布； ２ （） （） 化学组成 ； ３界 面的存在 ，特别是 晶粒间界 、多相界面 （）
将 一定 浓度 的亚 甲基 蓝和适 量 的光 催化 剂加 入光 反应器 中，经 磁力搅拌器搅拌得 Ｃ Ｓ 亚 甲基蓝悬浊 液。 ｄ． 以 ２ ０ 钨灯模拟可 见光 ， 确照射一定 时间 ， 隔一 ０Ｗ 准 每