Cu掺杂TiO2纳米管可见光催化矿化甲苯

采用低温水热法制备氢钛酸管, 通过吸附-煅烧法制备Cu掺杂TiO₂纳米管(Cu-TNT)催化剂. 利用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和电化学测试手段对样品进行表征, 并进行平面波赝势密度泛函理论(DFT)计算. 结果表明, 样品中Cu/Ti原子比接近理论值, Cu掺杂进入TiO₂晶格内部, 诱发催化剂可见光活性. 掺Cu后,Cu 3d轨道和O 2p轨道杂化形成价带顶, 价带负向偏移, 样品禁带宽度减小为2.50-2.91 eV, 具有可见光响应.以甲苯为模型污染物研究催化剂对挥发性有机化合物(VOCs)的催化去除和矿化效果. 未掺杂的TNT可见光催化活性较差; Cu掺杂量超过0.1%(Cu/Ti原子比)时, 样品催化活性也减弱; Cu掺杂量为0.1%的催化剂具有最佳可见光催化氧化能力, 7 h内甲苯的去除率达77%, 甲苯的矿化率达59%.     

CuO负载空心球状BiVO_4可见光矿化气相甲苯

以碳球为模板,采用溶胶-凝胶法制备空心球状BiVO4,浸渍法制备CuO负载BiVO4.运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)、塔菲尔(Tafel)、线性扫描(LSV)、光电转化效率(IPCE)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等手段对催化剂进行表征.结果表明,空心球状BiVO4比表面积(10.24 m2?g-1)是无定型BiVO4(1.97 m2?g-1)的5.20倍.负载CuO后,与BiVO4形成p-n型异质结结构.其中,5%负载量的空心球状BiVO4具有最佳电化学性能,Tafel表征腐蚀电流密度(2.22μA?cm-2)为空心球状BiVO4(0.18μA?cm-2)的12.33倍,禁带宽度减小为2.30 eV.以甲苯为模型污染物研究催化剂对挥发性有机化合物(VOCs)的催化去除和矿化效果,5%CuO负载量的空心球状BiVO4光催化氧化能力最佳,可见光照6 h甲苯降解率达85.0%,矿化率达12.0%.