以偏钛酸为原料在室温离子液体中水热制备二氧(3)

增刊 王 钦等 以偏钛酸为原料在室温离子液体中水热制备二氧化钛光催化剂 31

1-烯丙基,3-甲基咪唑氯离子液体为亲水性的离子液体,而二氧化钛也为亲水性物质,在反应过程中就可能在二氧化钛的表面有一定的化学吸附或者化学作用,使制备的二氧化钛的表面发生了一定的变化,从而在可见光区有一定的吸收。另外,反应过程中引入的氯元素也可能使制备的二氧化钛的晶格发生了一定的变化,如在二氧化钛结晶时氯离子进入晶格并形成晶格缺陷,导致光激发产生电子空穴对的能量降低,从而所制备的样品在可见光区有一定的吸收2.4 光催化性能

图4和5分别为紫外光和可见光照射下所制备的光催化剂和商业品P-25光催化降解亚甲基蓝溶液能力的比较,其中紫外光的波长为235nm,可见光的波长为470nm。图4和5中,曲线(1)为紫外光和可见光照射下的空白实验,可以看出,在没有光催化剂存在的条件下,亚甲基蓝溶

液基本没

BlanktestP-25

As-preparedsample

[12~14]

。

图5 可见光照射下的光催化活性

Fig.5 Photocatalyticacticityundervisiblelightirradiation(1)Blanktest;(2)P-25;(3)As-preparedsample表1 光催化降解亚甲基蓝的效果

Table1 Photocatalyticdegradationofthemethyleneblue

Sample

MaximalphotocatalyticefficiencyM(ultravioletlight) %955745

M(visiblelight) %968575

有降解;曲线(2)和曲线(3)分别为商业品P-25和所制备的光催化剂在紫外光和可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化活性曲线,测试结果表明光催化剂对亚甲基蓝的降解起主要作用。

从表1光催化降解亚甲基蓝的最终效果可以看出,所制备的光催化剂在可见光下能够降解目

图3 紫外-可见吸收光谱Fig.3 Uv-Visabsorptionspectrum(1)P-25;(2)As-prepared

sample

标物亚甲基蓝;在紫外光和可见光照射下所制备样品降解目标降解物的能力都优于商业品P-25;紫外光下所制备的光催化剂的降解能力是商业品P-25的1.7倍左右。同时测试结果还表明在紫外光照射下的光催化活性都要明显的高于在可见光照射下的光催化活性。

3 结 论

1.利用1-烯丙基,3-甲基咪唑氯离子液体制备了锐钛矿型的纳米二氧化钛,形貌为类椭球状,平均粒径为18.4nm。

2.所制备的二氧化钛在可见光范围内存在一

图4 紫外光照射下的光催化活性

Fig.4 Photocatalyticacticityunderultravioletlightirradiation

((-定的吸收,可能的原因是离子液体的离子在二氧化钛的表面吸附或结晶时进入晶格而导致晶格缺