題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- Sm3+和Gd3+共摻雜TiO2粉體的制備及其對亞甲基藍的光催化活性
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 1
- 詳細介紹：
- 1
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：通過Sm3+/ Gd3+共摻雜制備具有高光催化活性的TiO2。基本思路：通過稀土離子間摻雜量的配比考慮Sm3+/ Gd3+間協(xié)同作用對TiO2晶體和晶格結(jié)構(gòu)的影響，利用稀土離子間能量傳遞的特性考慮Sm3+/ Gd3+間能量傳遞對TiO2光催化活性的影響。并考慮TiO2投加量、亞甲基藍初始濃度對TiO2光催化活性的影響，確定TiO2的光催化工藝
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 將稀土離子的結(jié)構(gòu)特性和離子間能量傳遞規(guī)律應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。當(dāng)雙稀土離子摻雜時，某一種3價稀土離子敏化TiO2并在其表面產(chǎn)生更多的羥基自由基，增強其催化活性；另一3價稀土離子可以捕獲電子變?yōu)?價稀土離子，2價和3價稀土離子不同能級間的能量重疊的機會較多，受紫外光激發(fā)的稀土離子可以將能量傳遞給2價稀土離子并使其激活，延長TiO2表面激發(fā)的電子和空穴分離時間，提高其光催化效能。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 近年水和空氣被有機物污染的問題越來越為人們關(guān)注。光催化降解技術(shù)被廣泛應(yīng)用于處理有機污染物，其中TiO2研究的最為詳細、應(yīng)用的十分廣泛。純TiO2光催化活性低的缺點，已不能滿足現(xiàn)代光催化技術(shù)應(yīng)用的要求。以稀土離子結(jié)構(gòu)特性和離子間能量傳遞理論為基礎(chǔ)，制備雙稀土離子摻雜的高效TiO2，并用其降解有機物改善居室中空氣的質(zhì)量、生活用水的安全。因此其應(yīng)用前景廣闊，必將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用溶膠-凝膠法制備了純TiO2，Sm3+或Gd3+單摻雜和Sm3+/ Gd3+共摻雜TiO2，對其結(jié)構(gòu)和催化活性進行表征。探討了Sm3+/ Gd3+共摻雜、亞甲基藍初始濃度和粉體投加量對TiO2光催化活性的影響。結(jié)果表明，Sm3+/ Gd3+共摻雜可以顯著提高TiO2光催化活性。Sm3+/ Gd3+在TiO2中產(chǎn)生協(xié)同作用，可以抑制TiO2由銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變，使TiO2的粒徑尺寸減小，增大了TiO2的晶格畸變。當(dāng)共摻雜0.1%Sm3+/ 0.2%Gd3+時，亞甲基藍初始濃度為4mg/L和粉體投加量為2g/L時，TiO2光催化活性最高，對亞甲基藍光催化降解率達到99.71%。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- Gd3+和Eu3+共摻雜TiO2粉體的制備及催化活性，硅酸鹽學(xué)報，2010，38（12），1241-1246.
同類課題研究水平概述
- 近年來,以納米TiO2為主的多相光催化氧化技術(shù)作為一種綠色的環(huán)境凈化技術(shù),在凈化空氣和水中的微污染物方面展示出巨大的應(yīng)用潛能,引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。納米TiO2是一種重要的半導(dǎo)體光催化材料，其是具有較深價帶(VB)能級的半導(dǎo)體材料，當(dāng)受到能量大于帶隙能量的光照射時,處于價帶上的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶 (CB)上,從而使導(dǎo)帶、價帶上分別生成高活性電子 (e-)和帶正電荷空穴(h+),即形成氧化-還原體系, 這些光生電子和空穴帶有一定能量可以自由遷移,當(dāng)它們遷移到催化劑表面時就可以分別與溶解氧、水分子作用,產(chǎn)生具有高活性、強氧化性的羥基自由基?OH。,這些自由基就能將有機化合
