铁镧共掺杂纳米TiO2的可见光催化研究

"铁和镧共掺杂纳米TiO2可见光催化性能研究" 这篇论文主要探讨了铁和镧共掺杂纳米TiO2在可见光催化性能方面的研究。作者郝丽萌、傅敏和皮俊敏通过溶胶-凝胶法制备了一种新型的纳米材料——铁镧共掺杂TiO2。这种材料在环保领域具有潜在的应用价值，因为它可以在可见光下进行光催化反应，这对于解决环境污染问题，特别是水体中有机染料的去除，具有重要意义。 在制备过程中，研究人员利用溶胶-凝胶法，这是一种常用的无机纳米材料合成方法，通过调控反应条件和热处理参数，可以得到粒径均匀且分散性良好的纳米粒子。在500℃的温度下煅烧后，掺杂的TiO2被确认为锐钛矿型结构，这是一种常见的TiO2晶体结构，具有优异的光催化活性。 为了深入了解材料的结构和性质，论文采用了多种分析技术。X射线衍射仪(XRD)用于确定样品的晶体结构和纯度，结果显示500℃煅烧后的掺杂TiO2保持了锐钛矿结构，并且平均粒径约为6.1nm。X射线光电子能谱(XPS)则揭示了Fe3+和La3+成功地掺入到TiO2的晶格中，这有助于提高材料的光催化性能。紫外-可见分光光度计(UV-vis)的测试表明，掺杂导致TiO2的吸收带边红移，即扩大了对可见光的吸收范围，增强了在可见光区的光响应能力。此外，荧光分光光度计(FL)的测试进一步证明，样品的荧光强度与催化效果成反比，即荧光强度低的样品具有更好的催化效果。 实验部分，研究人员选取甲基橙作为模拟污染物进行可见光光催化降解实验。结果显示，在可见光照射5小时后，最佳掺杂比例的0.01%Fe/0.6%La-TiO2对甲基橙的降解率达到40.7%，显示出显著的可见光催化性能。甲基橙是一种常用的偶氮染料，它的高效降解表明这种掺杂纳米TiO2在实际环境中的应用潜力。 关键词：溶胶-凝胶法、共掺杂、二氧化钛、可见光催化 这篇论文详细研究了铁和镧共掺杂的纳米TiO2在可见光催化领域的性能，通过优化掺杂比例和材料制备工艺，实现了对可见光的高效利用，为开发新型光催化剂提供了理论依据和实验数据。这种材料可能成为未来环境净化技术中的一种重要工具。