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Ni-TiO₂介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

刘少友 , 吴林冬 , 赵钟兴 , 冯庆革 , 王翔 , 杨朝德

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00902

以十六烷基三甲基溴化铵为模板, 通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛（Ni-TiO₂）介孔材料. 用X射线衍射、高分辨透射电镜、N₂脱附-吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征; 通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析; 同时研究了材料对甲基橙的光降解性能. 结果表明, 所得的介孔材料是锐钛矿型, 金属镍已进入了二氧化钛骨架, 镍的含量为3.62wt%; 孔壁是由无定形的晶界与微晶组成, 并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物; 其BET比表面积为102.4m²/g, 孔半径分布中心为2.4nm. 在298K下, Ni-TiO₂介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO₂粉体大二倍, 且存在明显的浓度效应.

关键词: 镍掺杂二氧化钛 , mesoporous material , solid-state reaction , methyl orange , photodegradation , kinetics

Ni-TiO2 介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

刘少友 , 吴林冬 , 赵钟兴 , 冯庆革 , 王翔 , 杨朝德

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00902

以十六烷基三甲基溴化铵为模板,通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛(Ni-TiO2)介孔材料. 用X射线衍射、高分辨透射电镜、N2脱附吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征;通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析;同时研究了材料对甲基橙的光降解性能. 结果表明,所得的介孔材料是锐钛矿型,金属镍已进入了二氧化钛骨架,镍的含量为3.62wt%;孔壁是由无定形的晶界与微晶组成,并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物;其BET比表面积为102.4m2/g,孔半径分布中心为2.4nm. 在298K下,Ni-TiO2介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO2粉体大二倍,且存在明显的浓度效应.

关键词: 镍掺杂二氧化钛 , 介孔材料 , 固相反应 , 甲基橙 , 光降解 , 动力学

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