摘要：P25是一种商品化的具有锐钛矿相和金红石相的TiO2，它也是一种对紫外光响应的半导体光催化剂材料。单纯的P25 TiO2仅对紫外光响应，而且其电子空穴的分离效率低，因此单纯的P25 TiO2的光催化活性较低。本论文以商品级的P25 TiO2和工业废铜为主要反应物，肼为还原剂，通过一定时间的搅拌反应，过滤、洗涤，得到铜负载的P25 TiO2复合物。通过X射线粉末衍射光谱、紫外可见光谱和荧光光谱分别对所得产物进行结构和光谱性质的表征。研究结果表明：Cu的负载对P25 TiO2的结构没有明显的影响，但对其在可见光区的吸收影响明显，Cu负载使P25 TiO2的可见光吸收大大增强，这对于提高其光催化活性是有利的。进一步的，以罗丹明B为降解底物，氙灯为光源，研究了Cu负载的P25 TiO2对罗丹明B的光催化降解性能。研究发现，Cu的负载在一定程度上提高了P25 TiO2对罗丹明B的降解活性。由于本论文使用的P25是市售的，而Cu源来自于工业废铜液，因此本研究中制备的Cu负载的P25 TiO2在对废物的循环再利用和保护环境方面有一定的优势。

关键词：P25 TiO2；负载；复合物；光催化降解

Preparation and properties of the P25 composite loaded with industrial waste copper

Abstract: P25 is a commercialized TiO2 with anatase and rutile phase. It is also a semiconductor photocatalyst material for ultraviolet response. Pure P25 TiO2 only responds to ultraviolet light, and its electron/hole separation efficiency is low, so the photocatalytic activity of pure P25 TiO2 is low. In this paper, P25 TiO2 and industrial waste copper are the main reactants, and hydrazine is the reducing agent. After a certain amount of time, it is filtered and washed to obtain the P25 TiO2 composite of copper load. The structure and spectral properties of the products were characterized by X-ray powder diffraction spectroscopy, UV visible spectra and fluorescence spectra. The results show that Cu load of P25 TiO2 structure has no apparent influence, but had obvious effects on the absorption in the visible area, Cu load make P25 TiO2 visible light absorption increases greatly, it is good for improving the photocatalytic activity. Furthermore, the photocatalytic degradation of rhodamine B was studied by using rhodamine B as the degradation substrate and xenon lamp as the light source. It was found that the load of Cu increased the degradation activity of P25 TiO2 to rhodamine B to a certain extent. Because this paper use the P25 is commercially available, and Cu source comes from the industrial waste liquid, so the study of the preparation of Cu load of P25 TiO2 in the recycling of waste and protect the environment has certain advantages.

Keyword: P25 TiO2; Load; Composite; Photocatalytic degradation

目  录

1. 引言 1

1.1纳米TiO2颗粒的物理制备 1

1.1.1气相冷凝法 1

1.1.2液相法 2

1.2 TiO2的光的催化活性 3

1.3负载TiO2的光的催化活性 4

1.4本论文的研究内容和研究意义 6

2. 实验部分 7

2.1实验试剂和仪器 7

2.1.1实验试剂 7

2.1.2主要仪器 7

2.2 P25预处理 8

2.3催化活性实验过程 9

3. 结果与讨论 10

3.1光催化剂的表征 10

3.2 TiO2的光催化机理 12

4. 展望 18

5. 致谢 19

6. 参考文献 20

1. 引言

对于环境污染的研究是当代世界环境背景下引起人们重视的一个问题。在引起环境污染的众多因素中，其中难降解的污染物问题是最为困扰人们和难以根治的。人们的日常生活、工业生产等等都会产生许多的垃圾。虽然人们在努力的垃圾分类、使用可降解塑料袋等较为环保的方法去改善生活中难降解污染物的增加，但是效果仍然不够理想，还有许多的污染物依旧没有一个全面、得当的处理方法。而在化学领域，半导体光催化剂在过去的20年里一直是许多环境研究的课题，这些光催化剂可以在不产生二次污染的情况下，在正常的温度和压力作用下，降解化合物变成H2O和CO2。