稀土Y3+掺杂纳米TiO2的光催化降解甲基橙优化研究

该研究论文于2013年发表在《内蒙古科技大学学报》上，由王瑞芬等人合作完成，主要探讨了利用钛酸四丁酯作为主要原料，在室温条件下通过水热法成功制备出稀土Y3+掺杂的纳米TiO2光催化剂。这项工作对于工程技术领域具有重要意义，特别是光催化技术在环保领域的应用。 作者们首先通过粉末XRD（X射线衍射）和FT-IR（傅里叶变换红外光谱）等方法对所得产物进行了深入的结构和晶相表征。实验结果显示，所有制备的TiO2以及不同掺杂量的Y3+的TiO2纳米粒子都属于锐钛矿型的二氧化钛结构。值得注意的是，随著Y3+掺杂量的增加，纳米TiO2的粒径呈现出明显的减小趋势，这表明Y3+掺杂起到了细化晶粒的效果，提高了材料的分散性和光催化活性。 接着，研究的核心内容是探究这些掺杂纳米TiO2对甲基橙的光催化降解性能。实验中，以20 mg/L的甲基橙作为目标降解物质，发现Y3+掺杂显著提升了纳米TiO2在紫外光下的降解效率。研究发现，当Y3+掺杂摩尔比n(Y3+):n(TiO2)为1.2%时，光催化性能最佳，经过2.5小时的反应时间，降解率可以达到85%，这对于处理污染物，特别是有机染料如甲基橙，具有很高的实用价值。 这篇论文不仅提供了关于稀土元素Y3+掺杂对纳米TiO2结构和性能的影响的宝贵数据，还展示了这种掺杂策略在实际环境污染物处理中的潜在应用前景。这项工作对于优化光催化材料的设计、提高其环境净化效率具有指导意义，是工程技术领域中纳米材料和光催化技术结合的重要研究成果。