氮气低温等离子体辅助制备N-TiO2及其光催化活性

• 作者: 刘帅 张硕 王蕊 肖滨滨 赵文霞 赵玉
• 来源期刊: 精细化工
• 学科: 地球科学
• 关键词: TiO2 氮掺杂 N2等离子体 制备 可见光 光催化活性
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 催化与分离提纯技术
• 页码范围: 752-757,764
• 页数: 7页
• 分类号: X505
• 语种: 中文
• DOI: 10.13550/j.jxhg.20190910

摘要

以钛酸丁酯为钛源、尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制得N-TiO2中间体.分别经过"N2氛围煅烧"、"N2等离子体处理+N2氛围煅烧"和"N2氛围煅烧+N2等离子体处理"3种处理方式制得N-TiO2光催化剂,分别记作N-TiO2(C)、N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP).借助XRD、TEM、EDS、UV-Vis DRS和XPS表征手段,以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察了N-TiO2的可见光催化性能.结果表明,经过N2等离子体处理的N-TiO2比单纯煅烧的N-TiO2晶粒尺寸更小,对可见光的响应性更强,且N的掺入量更高.可见光照射240 min内,3种N-TiO2对MO的光降解性能由高到低依次为N-TiO2(LTP+C)>N-TiO2(C+LTP)>N-TiO2(C),其中MO的最大降解率为90％.3种N-TiO2对MO的光降解性能均符合假一级动力学方程,且N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP)的表观速率常数分别是N-TiO2(C)的4.5倍和1.9倍.研究得出,在N-TiO2的制备过程中引入N2等离子体处理工序,有利于改善N元素的表面分散性,增加N元素的掺入量,能提升N-TiO2可见光催化活性,且"N2等离子体处理+N2氛围煅烧"处理方式最佳.