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氮和碳共掺杂TiO2纳米晶的制备及可见光催化性能
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]内蒙古民族大学化学化工学院,通辽028043, [2]河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454003
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(批准号:60877028,51172065)和河南省高校科技创新团队支持计划(批准号:2012IRTSTHN007)资助.
中文摘要:

以钛酸四丁酯为钛源,冰醋酸为抑制剂,超细铵盐为固体载体,采用新型溶胶-凝胶法制备了氮和碳共掺杂TiO2纳米晶(N—C—TiO2)光催化剂.透射电子显微镜(TEM)结果表明,N—C-TiO2样品颗粒均匀,尺寸细小,且分散性好;热失重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究结果表明,复合干凝胶经低温热处理,使铵盐载体分解、挥发去除,样品为单一的锐钛矿相,N和C原子扩散进入晶格结点或间隙位置,与TiO2化学键结合;氮气等温吸附-脱附结果表明,样品比表面积高达356m^2/g,孔体积为0.27mL/g.以氙灯为可见光光源,罗丹明B水溶液为模拟污染物,P25为参比催化剂,在辐射强度为100mW/cm^2的可见光照射条件下,N-C—TiO2具有很高的光催化活性,其可见光催化活性明显高于P25.

英文摘要:

Nitrogen and carbon co-doped TiO2 nanocrystalline (N-C-TiO2) photocatalyst was prepared by a new method of sol-gel process using titanium n-butoxide [ Ti ( OC4 H9 ) 4 ] as raw materials, acetic acid ( HAc ) as a modifier, and ammonium carbonate( C2H11N3O5 ) as solid substrates. The samples were characterized by thermogravimetric analysis ( TGA), transmission electron microscopy ( TEM), X-ray diffraction ( XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and N2 adsorption-desorption isotherms analysis. The hydrous TiO2 particles were deposited onto the surface of ultrafine ammonium salt particles during hydrolysis of Ti ( OC4 H9 ) 4. When the complex dry gel was calcined at lower temperature (300 ℃ ), the hydrous TiO2 particles dehydrated and crystallized, and the N and C atoms diffuse into crystal lattice of TiO2. The thermal dissociation of ammonium salt can control the particle size and inhibit the agglomeration of anatase TiO2 in the calcining process and simultaneously enhance phase transformation from amorphous TiO2 to anatase phase. The N-C-TiO2 samples have smaller particle sizes, lower agglomeration and large specific surface area, which exhibit significantly higher photocatalytic activity than the P25 on the degradation of rhodamine B (RB) in water under visible hght irradiation.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676