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本文通过采用高压汞灯进行光还原法,成功制备了铜沉积在纳米二氧化钛(TiO2)表面的光催化剂,并对其进行了表征和光催化活性的评估。研究表明,该光催化剂对于亚甲基蓝的降解具有显著的催化活性。X射线衍射分析显示,纯TiO2和沉积铜后的TiO2均为锐钛矿型结构,晶粒尺寸相近。透过透射电镜观察发现,沉积铜前后TiO2的颗粒形态和粒径变化不大。此外,紫外线-可见光吸收光谱分析揭示了沉积铜增强了TiO2在可见光区的吸收能力,进而提高了其光催化活性。通过优化试验,确定了制备过程中最佳的反应条件,包括煅烧温度、TiO2用量、铜沉积量、光还原时间和处理温度等,其中,670℃煅烧温度、0.3g TiO2用量、0.16%铜沉积量、40分钟的光还原时间和65℃的处理温度被认为是获得最优光催化活性的条件。这些研究成果不仅提供了改进TiO2光催化性能的新途径,也为环境污染物的光催化降解提供了一种有效的技术手段。

关键要点

  1. 铜沉积量为0.16%的改性TiO粉末对亚甲基蓝降解的一级动力学反应速率常数最大。

  2. 铜沉积后65℃处理的改性TiO粉末的光催化活性最佳。

  3. 改性后的光催化剂在不同处理温度下的光催化活性存在差异。

  4. 甲醇用量对TiO的光催化活性有影响。

  5. 光催化剂用量对TiO的光催化活性也有影响。

纳米二氧化钛上光还原沉积铜制备及其光催化活性探究

这一章节介绍了一项关于纳米二氧化钛上光还原沉积铜制备、表征及其光催化活性的研究。该研究采用了高压汞灯作为光源,通过光还原法将铜沉积到纳米二氧化钛粉末中,制备出改性的二氧化钛光催化剂,并利用该催化剂对亚甲基蓝染料进行了光催化降解实验来验证其光催化活性。研究表明,沉积铜可以增强二氧化钛在可见光区域的吸收能力,从而提高其活性。该研究还探讨了各种制备条件,确定了最佳的制备参数。

TiO2的制备与改性及其应用研究

这一章节主要介绍了实验部分的内容,包括使用的仪器和材料以及TiO2的制备和改性过程。其中,使用了多种仪器进行分析和测试,如原子吸收光度计、X射线衍射仪、透射电镜等。实验材料主要包括亚甲基蓝和钛酸四丁酯等。TiO2的制备过程中,先将钛酸四丁酯溶解在无水乙醇中,再加入去离子水进行搅拌,最后在烘箱中烘干并研磨成粉末。TiO2的改性过程中,通过光还原的方式使CuSO溶液中的铜沉积到TiO2表面,从而实现对TiO2的改性。

TiO改性及其对亚甲基蓝溶液的降解研究

这一章节介绍了光催化降解亚甲基蓝的方法以及结果与讨论部分的内容。首先,在实验过程中使用了自镇流高压汞灯作为光源,并加入了亚甲基蓝溶液和TiO粉末进行光催化降解。其次,通过对样品的吸光度测定,得到了TiO及改性TiO对亚甲基蓝溶液的降解效果。接着,利用XRD、TEM和粒径分析等方法对光催化剂进行了表征,发现改性后的TiO对可见光的吸收能力有所提高。最后,文章给出了不同铜沉积量的反射率光谱图,说明沉积铜后对可见光的反射率最小,即其对光的吸收率最大。

TiO的光催化活性研究及应用

这一章节介绍了TiO的光催化活性及其影响因素的研究结果。研究发现,煅烧温度对TiO的光催化活性有显著影响,其中670℃下的TiO具有最佳的光催化活性;同时,催化剂用量也会影响TiO的光催化活性,最佳用量为0.3g。这些研究结果对于优化TiO的光催化性能具有重要意义。

铜沉积量对TiO2光催化活性的影响及优化研究

这一章节主要研究了铜沉积对TiO的光催化活性的影响。通过称取2gTiO粉末并加入去离子水和CuSO溶液等试剂,进行光催化还原和抽滤烘干处理后,利用分光光度计测量样品的吸光度,并绘制出不同铜沉积量下的一级动力学曲线。结果显示,铜沉积量为0.16%时,改性后的TiO粉末对亚甲基蓝降解的一级动力学反应速率常数最大,且其光催化活性最佳。这可能是因为光吸收能力越强,光激发形成的光生电子和空穴越多,从而提高了其光催化活性。因此,在后续实验中,铜沉积量被确定为0.16%。