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N, Fe共掺杂TiO₂纳米材料的固相合成及其对喹啉的可见光降解

刘少友 , 唐文华 , 冯庆革 , 李举志 , 孙建华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00921

采用固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO₂)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N-Fe-TiO₂)纳米材料. 并对材料进行了XRD、SEM、UV-Vis、XPS、AAS及全自动元素分析等技术的物相织构及元素组成表征, 同时研究了催化剂对喹啉的可见光降解性能. 结果表明, 在球形的N-Fe-TiO₂纳米材料中, N以阴离子(N^3-)进入二氧化钛晶格, Fe³⁺以同晶取代方式占据TiO₂晶格中Ti的位置, 紫外-可见漫反射吸收光谱红移到600nm. N/Fe投料比的增大有助于N-Fe-TiO₂催化剂晶型的转化. 在25℃、pH=6.5下, 所制得的光催化材料对喹啉的可见光降解行为均具有较高的光催化活性, 并服从一级反应动力学规律, 而纯TiO₂对喹啉不降解. N-Fe-TiO₂ (n(N₂H₄.H₂O):n(FeCl₃.6H₂O)=1:9)催化剂对喹啉的可见光降解速率常数比Fe-TiO₂大.

关键词: 氮铁共掺杂 , titanium dioxide , solid state reaction , quinoline , visible light degradation