【摘 要】
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以无水丁二醇为溶剂,在中性条件下用一种新的溶胶凝胶法通过高温热处理制备Fe、Fe/Si双组分和Ln均匀掺杂的TiO纳米材料.研究结果表明,稀土金属离子的掺杂对纳米TiO的相转移(
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以无水丁二醇为溶剂,在中性条件下用一种新的溶胶凝胶法通过高温热处理制备Fe<3+>、Fe<3+>/Si<4+>双组分和Ln<3+>均匀掺杂的TiO<,2>纳米材料.研究结果表明,稀土金属离子的掺杂对纳米TiO<,2>的相转移(锐钛矿相向金红石相的转移)有很强的抑制作用,使材料的相转移现象在更高的热处理温度下出现.这种抑制作用的强弱与掺杂离子的浓度有密切关系,1﹪~2﹪摩尔量的离子掺杂对TiO<,2>锐钛矿(anatase)向金红石(rutile)转化的抑制作用最强.硅离子的掺杂对纳米二氧化钛的相转移也有很强的抑制作用,但随着硅掺杂浓度的提高而逐渐增强.随着发生相转移温度的提高,掺杂纳米二氧化钛材料的高温烧结现象大大缓解,金属离子掺杂的纳米TiO<,2>热稳定性明显增强.稀土离子对罗丹明B的光降解实验表明,稀土离子的掺杂可以有效提高TiO<,2>光催化活性.对不同浓度、不同煅烧温度样品光催化降解活性进行系统考察后发现,2﹪摩尔量的稀土离子掺杂的样品在500℃热处理1小时,显示出最好的光催化效率.值得注意的是我们制备的稀土离子均匀掺杂二氧化钛样品在700℃加热1小时后仍具有较好的光催化活性.另外,稀土离子的分布是影响稀土掺杂的纳米TiO<,2>光催化性质的主要因素之一.在同一温度下煅烧的浸渍法制备的掺杂样品光催化活性较纯二氧化钛活性大幅降低.利用液质联用技术和紫外光谱法研究了均匀稀土离子掺杂二氧化钛对罗丹明B的光降解过程,发现罗丹明B在稀土离子掺杂的TiO<,2>纳米材料光催化下,光降解主要以罗丹明B氮上乙基逐步降解为主.
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