硅铝胶固载掺氮TiO2介孔光催化材料的原位共生合成及表征

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1890-1896.

硅铝胶固载掺氮TiO2介孔光催化材料的原位共生合成及表征

张超武 ^1, , 张利娜 ^2, , 刘昌涛 ^3, , 宋大龙 ^4, , 王芬 ^5,

1.陕西科技大学材料学院,西安,710021

2.陕西科技大学材料学院,西安,710021

3.陕西科技大学材料学院,西安,710021

4.陕西科技大学材料学院,西安,710021

5.陕西科技大学材料学院,西安,710021

基金项目: 国家自然科学基金(51171096) 陕西省自然科学基金(2014JM6233)

关键词：硅铝胶 , TiO2 , 氮掺杂 , 介孔结构 , 光催化

In-situ Symbiotic Preparation and Characterization of N-doped TiO2 Mesoporous Photocatalytic Materials with Silica-alumina Carrier

Keywords： silica-alumina gel , TiO2 , nitrogen doping , mesoporous configuration , photocatalysis

以硅酸钠和硫酸铝为生成硅铝胶载体的硅源和铝源,以硫酸钛为生成锐钛矿型TiO2的钛源,尿素为掺杂氮源,先通过溶胶-凝胶和水热法原位共生合成产物前躯体,再在氮气气氛下结晶化烧结制得硅铝胶固载掺氮TiO2介孔材料(N/TiO2-SiO2·Al2 O3).借助广角XRD、小角度XRD、透射电子显微镜TEM和X射线光电子能谱XPS等测试手段对所得材料进行了微观结构表征和介孔结构观察,并研究了负载量和烧结温度等条件对介孔结构状态的影响.所得结果表明,所得材料的微观结构为规整性高、尺寸约3～6 nm的网格状介孔结构聚集成尺寸约100～ 200nm团簇,而尺寸为数十纳米的锐钛矿TiO2晶粒分布在网格状介孔结构中.从增强锐钛矿的光催化效应和有利于形成介孔结构两方面优化,TiO2的负载量以摩尔比n(Si)∶ n(Ti)=1∶(0.1 ～0.5)为适当范围.虽然锐钛矿晶型可在很宽温度范围存在于硅铝骨架结构中,但从有利于介孔结构的形成考虑650℃左右的结晶化烧结温度为最佳.

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