钛基复合催化剂的构建及其光催化性能研究

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选择合适的方法构建钛基复合催化剂,进而实现在可见光下光催化氧化乙硫醇。从而找到合适的基体材料,构建有效的光催化脱硫材料,实现在太阳光下脱硫。通过高温固相法制备层状钛铌酸盐CsTi2NbO7,然后经过酸化、剥离,得到e-HTi2NbO7纳米片,用水热法获得H2Ti3O7纳米管。分别以e-HTi2NbO7纳米片溶胶和H2Ti3O7纳米管与两种金属氧化物Cu2O和NiO进行复合,分别构建了MOx@e-HTi2NbO7 (M=Cu, Ni)和MOx@H2Ti3O7 (M=Cu, Ni)纳米复合材料,并通过静态吸附光催化氧化乙硫醇实验评价其光催化性能。通过多种物理化学手段对所制备样品的结构及物理化学性能进行表征,如X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积、激光拉曼光谱(LRS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外(FT-IR)等方法。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)检测纳米复合物MOx@e-HTi2NbO7和MOx@H2Ti3O7表面上的吸附物种类,进而探讨其光催化性能。较CsTi2NbO7而言,HTi2NbO7及HTi2NbO7纳米片的光吸收强度变化不大,而MOx@e-HTi2NbO7 (M=Cu, Ni)纳米复合物的光吸收强度增强,且表现出对可见光的强烈吸收。MOx@H2Ti3O7 (M=Cu, Ni)纳米复合物的光吸收强度与H2Ti3O7纳米管相比也增强,且表现出对可见光的强烈吸收。样品MOx@e-HTi2NbO7和MOx@H2Ti3O7复合材料中,氧化物都均匀分散在e-HTi2NbO7纳米片和H2Ti3O7纳米管表面。e-HTi2NbO7、Cu2O@e-HTi2NbO7和NiO@e-HTi2NbO7的多点BET比表面积分别为150 m2·g-1、40 m2·g-1和35 m2·g-1。H2Ti3O7纳米管、Cu2O@ H2Ti3O7 和 NiO@H2Ti3O7的多点BET比表面积分别为296 m2·g-1、166 m2·9-1和249m2·g-1。e-HTi2NbO7和MOx@e-HTi2NbO7三种催化剂在静态条件下吸附光照乙硫醇,MOx@e-HTi2NbO7有明显的吸附和催化活性,Cu2O@e-HTi2NbO7的光催化氧化乙硫醇的性能最好。H2Ti3O7纳米管和MOx@H2Ti3O7三种催化剂在静态光照条件下吸附乙硫醇,MOx@H2Ti3O7有明显的吸附和催化活性,Cu2O@H2Ti3O7的光催化氧化乙硫醇的性能最好。
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