Cu掺杂TiO_2纳米管可见光催化矿化甲苯

编号：NMJS04880

篇名：Cu掺杂TiO_2纳米管可见光催化矿化甲苯

作者：赵伟荣； 奚海萍； 廖求文；

关键词：水热法； 吸附-煅烧法； 电化学； 密度泛函理论； 挥发性有机化合物； 二氧化碳；

机构： 浙江大学环境工程系；

摘要： 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%.