微波助离子液体中铜–铈共掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

• 作者: 张桂琴 毕先钧 王雷清
• 来源期刊: 化学工程与技术
• 学科: 化学
• 关键词: 微波 离子液体 铜–铈共掺杂 二氧化钛光催化剂 微波强化
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 页码范围: 17-28
• 页数: 12页
• 分类号: O64

摘要

在[Bmim]PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜–铈共掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu-Ce,用IR、XRD、SEM、BET对催化剂进行了表征。通过测试催化剂TiO2-Cu-Ce对甲基橙溶液的微波(MV)、紫外(UV)、微波–紫外(MV-UV)三种条件下的降解率,着重考察了微波加热功率、微波加热时间、煅烧温度、煅烧时间及铜和铈掺杂量等因素对TiO2-Cu-Ce催化活性的影响。结果表明,掺杂物质硝酸铜和硝酸铈与钛酸丁酯的物质的量之比分别为n(Cu)/n(Ti) = 0.025和n(Ce)/n(Ti) = 0.050,在微波功率为210 W时干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2 h,所制得的TiO2-Cu-Ce催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV三种降解条件下,TiO2-Cu-Ce对甲基橙的降解率分别为6.89%、96.91%、99.85%;并且在三种降解条件下,甲基橙降解率始终是:MW-UV >UV >MW。这表明在紫外光照条件下,微波辐射具有强化TiO2-Cu-Ce催化剂降解甲基橙的作用。催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜和铈后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu-Ce催化剂具有较高的光催化活性的主要原因。