掺铁二氧化钛的制备及其对罗丹明B的降解

学毕业 设计（ 论文 ） 掺铁二氧化钛的制备及其对 罗丹明 解 学 生 姓 名 指 导 教 师 专 业 环境工程 学 院 2011 年 06 月 01 日 he of 2011 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书 姓名： 院： 级 ： 2007 级 2 班 专业： 环境工程 毕业设计（论文）题目： 掺铁二氧化钛 制备及其对 罗丹明 B 的降解 立题目的和意义： 于具有化学性质稳定、安全无毒、使用寿命长、可直接利用太阳能等优点，在光电转换、光化学合成、光致变色以及光催化氧化环境污染等方面具有广阔的应用前景。溶胶 凝胶法因为操作简单，合成的 度高且粒度小而受到青睐。但纯 米晶的光响应范围发生蓝移，对可见光利用率更低。要使 米晶在可见光条件下表现出光催化活性，金属离子掺杂是提 高 催化效率的有效手段。通过掺杂改性的 有效抑制光生电子 空穴的复合，能在晶格中引入缺陷或改变结晶度并扩展 光谱响应范围，提高光催化效率。 本实验采用溶胶 以罗丹明 B 为目标降解物研究了其光催化性能。 技术要求与工作计划： 要求： 凝胶法配制 化剂。 氧速率、光照强度的影响。 计划：第一阶段：配制 化剂。 第二阶段：各种因素对催化效率的影响实验 。 时间安排： 2011 2011查阅并整理二氧化钛的相关资料，撰写实验方案 ； 2011 2011准备实验仪器，配制相关溶液，试剂 ； 2011 2011溶胶 凝胶法制备铁掺杂二氧化钛 ； 2011 2011影响 催化特性的各种因素的研究 ； 2011 2011整理实验数据，撰写、修改毕业论文 。 指导教师要求： (1)论文的内容及工作量 达到哈商大对 本科毕业论文的要求，资料阅读充分，方案设计合理，时间安排得当； (2) 实验过程中要明确实验的根本目的和基本方法，将所学专业知识融入到整个实验过程当中，并得以巩固和提高； (3) 根据实验计划和实验安排，认真完成每一阶段的实验任务，做到有困难努力解决，有问题及时反馈，切勿耽误实验进程，影响实验质量； (4) 每月向老师做一次实验总结，包括已完成内容、下一步试验计划及所遇到的问题，培养独立思考问题和解决问题的能力。 （签字） 年 月 日 教研室主任意见： （签字） 年 月 日 院长意见： （签字） 年 月 日 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 审 阅 评 语 一、指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 审 阅 评 语 二、评阅人评语： 评阅人签字： 年 月 日 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 答 辩 评 语 三、答辩委员会评语 ： 四、毕业设计（论文）成绩： 专业答辩组负责人签字： 年 月 日 五、答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学毕业设计（论文） I 摘 要 对改性 制备方法进行了研究。以钛酸丁酯为前躯物，采用溶胶凝胶法制备纳米 催化材料。对 罗丹明 B 溶液进行光催化降解，寻求光催化降解罗丹明B 溶液条件。 实验结果表明： 催化材料的最优制备条件为前驱体配比（摩尔比）为n=: : 15:，掺铁量 W (锻烧温度为 450 ，锻烧时间为 2h。 在此基础上，选择 273长的紫外灯对罗丹明 B 溶液催化进行催化降解实验，实验结果表明：紫外光下， 最佳条件下 理罗丹明 B 溶液的脱色率达到 研究表明，通过掺杂铁离 子对二氧化钛进行的改性使反应的响应光谱向可见光拓展，并有效抑制电子 空穴对的复合，很大程度提高了光催化反应效率。 关键词 ：二氧化钛 光催化 掺铁 制备 学毕业设计（论文） n of It is i(, is to n=:2O=1:15:(， W( 50 On 73nm V as by by of is by of of on 学毕业设计（论文） 目录 摘 要 . I . 绪 论 . 1 引言 . 1 纳米 催化机理 . 1 纳米 改性方法 . 2 纳米 发展概况 . 3 纳米 催化氧化技术的研究现状及应用前景 . 4 本课题研究的目的和意义 . 5 2 纯 掺铁 制备 . 7 实验原理 . 7 主要实验设备和药品 . 7 二氧化钛和掺铁二氧化钛的制备过程 . 8 正交实验确定制备 药品配比 . 8 正交实验确定制备 佳条件 . 10 催化剂制备条件的影响 . 12 锻烧温度的影响 . 12 锻烧时间的影响 . 13 掺铁量 W( 影响 . 14 小结 . 15 3 光催化实验及 其影响因素 . 16 光催化机理 . 16 光催化降解实验 . 17 实验方法 . 17 分析方法 . 18 处理溶液 影响 . 19 光催化时间影响 . 20 小结 . 21 结 论 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 25 学毕业设计（论文） 1 1 绪 论 引言 二氧化钛 ，化学式为 称钛白粉，英文： 多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌， 白色固体或粉末状的两性氧化物，易结合在一起。分子量 市场销售的纯度为 二氧化钛 的 熔点 1830 1850 ，沸点 2500 3000 。自然界存在的二氧化钛有三种变体：金红石为四方晶体；锐钛矿为四方晶体；板钛矿为正交晶体。二氧化钛 在水中的溶解度很小，但可溶于酸，也可溶于碱 。 二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。 纳米 实验证明：二氧化钛晶体有三种结构 ： 锐钛矿型、金红石型、板钛矿型 ， 其中锐钛矿型 有较好光催化作用 ， 属 N 型半导体。 N 型半导体吸收了能量大于或等于禁带宽度的光子后 ， 价带上电子跃过价带 进入导带。价带上则形成光致空穴。对于锐钛矿型 其带隙能为 3.2 相当于 387 。 h + + (导带上的光致电子 h+ 代表 致空穴 h+具有很强的捕获电子能力 ， 具有极强的氧化性； 在半导体表面形成很强的氧化还原体系 ， 在水溶液中时产生以下反应 1： h+ + H+ + ( 2 2H+ ( (h+ + ( 具有很高活性 ， 氧化能力比 ， 能氧化难降解有机物 ，将有机物的 C、 H、 S 分别氧化成 学毕业设计（论文） 2 纳米 化剂由于禁带较宽 2（ E=，只能被波长小于或等于 387近紫外部分所激发，这部分光只占太阳光的一小部分（仅为 4%），不能充分利用太阳光。另外，光生载流子（ h+）容易复合，在催化剂的表面的复合是在小于 109 秒的时间内完成。因此，如何减少光生载流子（ h+）的复合几率、扩展 化剂的光响应范围至可见光区，提高对太阳能的利用效率的有效途径是对 化剂表面进行修饰。如金属离子掺杂、贵金属的沉积、复合半导体、表面敏化等。 （ 1） 金属离子 过渡金氧化物掺杂可以在 格中引入了缺陷位置或改变结晶度，抑制电子空穴 对的复合，延长载流子的寿命。过渡金属的变价以及 3d 轨道对 导体的光电化学性质有很大的影响，同时某些金属离子的掺杂还可以扩展光吸收范围，所以过渡金属离子的掺杂改性是提高光催化活性的一个有效方法。大量的研究表明：掺入过渡金属离子可改善 光催化性能。 稀土因为其特殊的电子层结构，具有一般元素无法比拟的光谱特性，具有未充满的 4f 壳层的稀土原子或离子形成的化合物的 4f 电子可以在 态之间或 态之间的发生跃迁。 （ 2） 沉积贵金属 3 在二氧化钛中引入贵金属粒子可以对半导体进行改性。因为 贵金属沉积在催化剂表面时，光激发产生的电子 后将贵金属表面吸附的氧化组分如 原，还原组分则被表面的光生空穴 h+氧化，从而有效的减少了光生载流（ e-、h+）复合，提高光催化活性。常见的贵金属有 。已有多种方法对沉积了贵金属的半导体进行表征，并探讨了沉积的作用机理。 （ 3） 复合半导体 复合半导体是由两种不同的半导体复合而成，由于半导体禁带宽不同，复合半导体可以扩展波长的响应范围，提高电荷的分离能力，从而具有比单一半导体更加优越的性质。将窄禁带的半导体 入到宽禁带的半导体 构成复合半导体，使催化剂的光谱响应获得了显著改善。将 合，尽管 因复合半导体的能带交迭而使其光谱响应也得到了显著改善。较为常用的复合方法为浸渍法和混合溶胶法。 （ 4） 表面光敏化 光敏化是指将具有光活性化合物（多为有机光敏材料）以物理或化学吸附于半导体表面，这些物质在可见光的照射下，电子被激发后注入到半导体的导带上。从而加宽了 吸收波长，有效扩展了 可见光区的光谱响应。 研究过过羟学毕业设计（论文） 3 丙基纤维素（ 镍钛菁（ 饰的电极光谱响应，发现其光电流作用谱图不同于单纯的 吸收光谱，在 550出现一个极大的响应峰。 纳米 自从 1997年 5在光催化降解水中污染物方面做了开拓性的工作并提出将半导体微粒的悬浮体系应用于处理工业污水以来 ， 光催化研究日益活跃。二十几年来 ， 人们对光催化机理研究做了大量探讨 ， 弄清楚了半导体光催化剂的作用原理 ，在材料选择及制备方面也经历了由盲目性到目标明确、由简单到复杂、由单一到复合的过程。 提出将半导体微粒的悬浮体系应用于处理工业污水以后 ， 二氧化钛光催化研究大体经历了如下几个阶段： 首先是 1997 年 其合作者等选定了利用 单一半导体化合物做光催化剂 ， 发现这些半导体微粒在紫外波段具有一定的光催化特性。而二氧化钛因其稳定性好、成本低、光催化活性强、对人体无害等性质而最具应用前景。于是科技工作者围绕二氧化钛的光催化特性研究展开了大量的实验。但具有光催化特性的 一种禁带宽度为 3.2 宽禁带半导体 ， 其光催 化特性仅限于紫外波段 ， 而太阳光主要分布在 在这个波段紫外光仅占 2 %左右 ， 因而二氧化钛直接利用太阳光进行光催化分解的效率较低。 其二是将二氧化钛与其它半导体化合物复合 ， 形成复合型半导体 ， 以改变其光谱响应。 等将窄禁带的半导体 入宽禁带半导体二氧化钛形成复合半导体光催化剂。由于两种半导体的导带、价带、禁带宽度不一致而发生交迭 ， 从而提高晶体的电荷分离率 ， 扩展二氧化钛的光谱响应。二氧化钛禁带宽度相等的半导体 E=3.2 入与二氧化钛复合。因复合半导体的能 带交迭而使其光谱响应得到显著改善。对 的复合做了系统研究。这种二氧化钛的复合半导体的光谱响应范围可扩展至可见光波段 ， 催化活性更高。 其三是掺杂金属改性。利用杂质离子来改变半导体中电子和空穴的浓度。在光照作用下 ， 因掺杂引起的电子跃迁的能量要小于禁带宽度 而且掺杂电子浓度较大故其光谱响应向可见光方向移动。 系统的研究了过渡金属掺杂二氧化钛的光催化特性 ， 并对其掺杂改性机理做了探讨 ， 认为光化波段扩展主要归因于杂质在能级结构中形成 的亚能级 ， 亚能级的形成使得光激发需要的能量小于 从而引起吸收边的红移。利用 重 金属沉积法在二氧化钛表面沉积 重 金属 ， 可以大大提高二氧化钛的光催化活性。岳林海等利用稀土元素在二氧化钛中进行掺杂改性 ，也取得了一些结果 ， 但其光催化反应须在高压汞灯下进行不符合节能原则。另外 ， 在复合半导体光催化剂或杂质改性二氧化钛光催化剂中再担载一些 重 金属将对二氧化学毕业设计（论文） 4 钛的光催化产生进一步的影响 ， 目前担载的贵金属主要有 。 其四是利用有机染料对二氧化钛改性。基于光活性染料吸附于光催化剂表面的性质 ， 在二氧 化 钛 中加入一定量的光敏染料 ， 以扩大其激发波长范围 ， 增强光催化反应效率。在光催化反应过程中 ， 一方面这些有机染料在可见光下有较大的激发因子 ， 另一方面染料分子可以提供电子给宽禁带的二氧化钛从而扩大激发波长范围 ， 改善光催化反应效应。常用的有机染料敏化剂有硫堇、曙红、叶绿素、 赤藓红 外 认为表面衍生及表面鳌合作用能影响半导体的能带位置 ， 对半导体的光催化活性影响很大；沈伟韧等认为量子化的 子也对其光催化作用产生影响 ， 纳米级的 子颗粒越小 ， 表面积越大 ， 越利于光催 化反应在表面进行 ，反应速率和效率越高。 目前 ， 国外在直接利用太阳光进行光催化方面，取得了较大进步 ， 国内陈士夫等也进行了这方面的研究 ， 但国内大多研究者仍然采用强紫外光灯具或高压汞灯做光催化源 ， 能量消耗大 ， 灯具对人体的刺激损伤亦很大随着人类社会的发展和进步 ， 环境污染问题和能源问题己成为困扰人类的两大难题。综合考虑能源问题和环境污染问题 ， 将是光催化研究的发展趋势 ， 直接利用太阳光能替代紫外灯和高压汞灯 ， 通过改性掺杂，使 整个太阳光波段有很好的光谱响应和强的光催化活性 ， 将是科学工作者研究的新方向。 纳米 纳米 催化降解反应可用于环境治理的许多方面。目前，国内外已有很多关于光催化氧化方面研究的报告。环境治理方面的研究，主要集中在 6 个方面。 （ 1） 降解空气中的有害有机物 6 近年来，随着室内装潢涂料油漆用量的增加，室内空气污染越来越受到人们的重视。对室内主要的气体污染物甲醛、甲苯等的研究结果表明，光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米 降解效果最好，几乎达到 100%。用 成的环境净化涂料对空气 化效果良好，降解率高，在太阳光下，达 到 97%。其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水、氮气和有机酸。纳米 工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量，近来许多研究结果也都显示 催化净化，在消除室内外大气、工厂中污染物方面有着潜在的应用前景。 （ 2） 降解有机磷农药 20 世纪 70 年代发展起来的有机磷农药品种占我国农药产量的 80%，它的生产和使用会造成大量有毒废水，使用纳米 催化降解，可以使这一环保难题得到根学毕业设计（论文） 5 本解决。 阿特拉津是目前应用最为广泛的化学除草剂之一，生产或使用不当会造成 当地地表水和地下水中阿特拉津的残留。当水体中阿特拉津浓度达到 0，会对引水灌溉的稻田产生毁灭性伤害。阿特拉津不易在水体中挥发，用碱或无机酸降解需要高温条件并会改变废水 。天津化工研究设计院、天津大学化工系霍爱群、谭欣等用纳米 光催化成功地降解了废水中的阿特拉津。利用纳米 钛型）膜、250 W 高压汞灯（ 2 只）照射含阿特拉津 30 的水溶液 10 h，在有溶解氧的条件下，其降解率达 98%。 （ 3） 用纳米 化降解技术治理毛纺印染废水 7 用纳米 理纺印染废 水，具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用前景。 染料对水质的污染已引起了各国的高度重视。大连理工大学化工学院环境科学与工程系的孙平等对 16 种水溶性偶氮染料进行光催化降解的研究表明，在悬浮状态钛矿型）为催化剂、浓度为 2 g/L、有溶解氧的条件下，水溶性偶氮染料易发生光催化降解反应，各种染料的光催化降解均为一级动力学方程。 （ 4） 处理石油污染 在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米 以降解石油，有效 解决海洋的石油污染问题 。 （ 5） 治理城市生活垃圾 用纳米 以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大颗粒 10 倍以上，从而解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力。 （ 6） 纳米 光催化抗菌作用 东京大学的藤岛昭教授等 8人的实验证明，纳米 有分解病原菌和毒素的作用。在玻璃上涂一薄层 照射 3 h 达到了杀死大肠杆菌的效果，毒素的含量控制在 5%以下。而一般抗菌剂只有杀菌作用，但不能分解毒素。其他相关实验也表明，纳米 钛矿型）对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌 、 芽 杆菌和曲霉等具有很强的杀菌能力。 利用纳米 光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。在医院的病房、手术室及生活空间细菌密集场所安放纳米 本课题研究的目的和意义 于具有化学性质稳定、安全无毒、使用寿命长、可直接利用太阳能等优点，学毕业设计（论文） 6 在光电转换、光化学合成、光致变色以及光催化氧化环境污染等方面具有广阔的应用前景。溶胶 凝胶法因为操作简单，合成的 度高且粒度小而受到青睐。但纯米晶的光响应范围发生蓝移， 对可见光利用率更低。要使 米晶在可见光条件下表现出光催化活性，金属离子掺杂是提高 催化效率的有效手段。通过掺杂改性的 有效抑制光生电子 空穴的复合，能在晶格中引入缺陷或改变结晶度并扩展 光谱响应范围，提高光催化效率。 学毕业设计（论文） 7 2 纯 实验原理 以 （ 简写为 ） 为原料制备 米微粒时， 在 H+催化作用下发生如下水解反应 9 （ + 2 + 4 （ （ H + （ 上述（ （ 应为 的水解反应，在常温下即可快速进 行；（ 生成醇的缩聚反应，（ 生成水的缩聚反应。 水解反应产物发生分子间的进一步缩聚，边沟造成网络状钛的凝胶 (n。水解与缩聚反应进行的程度主要取决于 i( 的摩尔比及溶液的 。摩尔比越高，水解反应越完全，否则将得到有机钛氧缩聚产物。由于本文的目的是要得到 此在上述反应中加入的水过量使 尽可能水解完全。 主要实验设备和 试剂 主要实验设备见表 2 表 2实验所用主要设备 仪器设备名称 型号 生产厂家 强磁力搅拌器 电子天平 电热恒温鼓风干燥箱 台式离心机 紫外灯 马弗炉 分光光度计 27 721 天津市欧诺仪器仪表有限公司 北京赛多利斯仪器系统有限公司 上海一恒科学仪器有限公司 上海安亭科学仪器厂 飞利浦照明 德国纳博热机集团 上海光谱仪器制造有限公司 具体实验 试剂 见表 2 表 2实验所用药品 试剂 名称 化学式 纯度 生产厂家 钛酸四丁酯 无水乙醇 硝酸 硝酸铁 罗丹明 B e(928R 5%68% R 北京益利精细化学品有限公司 天津市永大化学试剂有限公司 哈尔滨新达化工厂 天 津市光复精细化工研究所 天津市光复精细化工研究所 学毕业设计（论文） 8 二氧化钛和掺铁二氧化钛的制备过程 本实验采用溶胶 凝胶法制备纯 掺铁 记作 光催化剂。室温下将钛酸 丁 酯 缓慢倒入 2/3 的无水乙醇中，在磁力搅拌器上搅拌 30 到 混合溶液 A；将 1/3 的无水乙醇和 l 硝酸的混合溶液 （ 一定量的 91/3的无水 乙 醇和 1 硝酸的混合溶液 ） 缓慢滴入到 A 中，滴完后并快速搅拌 30 ，搅拌速度以混合液中没有泡沫为准。 待其成为凝胶后放入 105 恒温烘干箱中 12 h。然后将干燥后的固体放入马弗炉中设定好温度后烘焙 2h，将样 品 取出冷却至室温研磨后待用 （注：试剂具体用量见 具体流程如下图 2 图 2 制备 流 程 图 正交实验确定制备 本实验以制备所得 罗丹明 B 的脱色率为依据评价制备成果，此处实验目的 为 得出各 试剂 最 佳配比。 表 2正交表头设计 因素 水平 /22O / 2 3 17 17 17 酸丁酯无水乙醇混合液 A1 m o l / L 硝酸无水乙醇蒸馏水硝酸铁晶体1 m o l / L 硝酸无水乙醇蒸馏水二氧化钛凝胶掺铁二氧化钛凝胶烘干箱105 12 学毕业设计（论文） 9 影响 理 罗丹明 B 的因素有 试剂 配比、锻烧温度、锻烧时间、光催化时间、罗丹明 B 浓度等。为排除干扰因素， 根据多次实验经验和前人研究 11锻烧温度、锻烧时间、光催化时间、 罗丹明 B 浓度分别定为 450 ， 2 h， 2 h， 5 ，选用 4)正交表，正交表头设计如表 2照表 2行正交实验，测得每组处理后 罗丹明B 的吸光度通过计算转化为脱色率 ， 结果及分析如表 2 2正交实验结果及分析 编号 /22O /色率 /% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 17 17 17 17 17 17 17 17 17 1 3 71.5 k1 k2 学毕业设计（论文） 10 图 2脱色率与样品关系曲线 由表 2看出，四 个 因素对制备所得光催化剂脱色效果的影响主次顺序依次是 由于钛酸丁酯的量相同，所以在钛酸丁酯量固定时，硝酸用量影响最大，其次是水的用量，影响最小的是乙醇用量。由表 2图 2备 品最优组合为 算为摩尔比即为 n=1:15:。将所得最佳配比条件下制备的 同样条件下进行罗丹明 B 降解实验，符合正交实验结果。本论文所有后续降解实验所用 催化剂均在此最优条件下制备。 正交实验确定制备 本实验在已确定制备 佳配比为前驱体的基础上，通过控制掺杂 量、锻烧温度、锻烧时间来确定最佳制备条件。同样以对固定浓度罗丹明 B 的脱色率效果为评价标准。选用 4)正交表，正交表头设计如表 2 203040506070801 2 3 4 5 6 7 8 9样品脱色率/%学毕业设计（论文） 11 表 2正交表头设计 因素 水平 前驱体 配比 /摩尔比 W（ /% 煅烧温度 / 煅烧时间 /h 1 2 3 n n n 00 450 500 2正交实验结果及分析 编号 前驱体配比 /摩尔比 W（ /% 煅烧温度 / 煅烧时间 /h 脱色率 /% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n n n n n n n n n 00 450 500 450 500 400 500 400 450 1 3 35.8 k1 k2 学毕业设计（论文） 12 图 2脱色率与样品关系曲线 由表 2图 2以看出在光催化 条件相同的情况下，各因素对 催化剂降解效果影响大小顺序为 ： 前驱体配比 锻烧温度 锻烧时间 W(可见前驱体配比的重要性，它是制备 催化剂的前提。锻烧温度和锻烧时间直接影响光催化剂的晶型，故影响也较大。在这几个影响因素中，影响相对较小的是掺杂量，但该因素也是至关重要的，这点将在下面的单因素实验中加以说明。各因素的最佳组合为 即在前驱体配比相同的情况下 W(锻烧温度为 450 ， 锻烧时间为 2.0 h。按照这 样的组合在相同条件下，再进行一次同样的光催化实验，得出脱色率为 符合正交实验结果。 影响 催化剂制备的因素有很多，这里我们特别针对以下几个影响条件分别作讨论，如 ： 锻烧温度、锻烧时间、掺杂 。 锻烧温度的影响 催化剂的锻烧是催化剂晶粒形成和生长的过程，它是催化剂制备的关键过程之一，其中锻烧温度对催化剂的活性影响很大。 4050607080901001 2 3 4 5 6 7 8 9样品脱色率/%学毕业设计（论文） 13 固定前驱体配比、掺铁量、锻烧时间、光催化时间分别为 n=1:15:、W( 2 h、 2 h。改变锻烧温度，分别为 ， 400 、 450 、 500 、 550 、600 。制备过程与 描述相同，在相同光催化条件下进行光催化处理罗丹明 验，算出脱色率，实验结果如图 2示。 图 2脱色率与不同锻烧温度样品关系曲线 从图 知，相同条件下锻烧温度为 400 的样品处理罗丹明 B 的脱色率最低，450 500 的脱色率都较高，之后随着锻烧温度的升高，样品处理罗丹明 B 的脱色率随之逐减。分析其原因是由于在 400 时样品绝大多数还是无定型结构 ；450 500 以后锐钛矿占绝大多数 13，而随着温度的升高，锐钛矿逐渐转化为金红石，根据前面的理论知识我们可以知道锐钛矿光催化效果比金红石的要好。还有一种可能原因就是随着温度的升高，样品有被烧结团聚的情况，这对脱色反应也是有不利影响的。由于 450 500 的处理效果变化不大，从经济角度考虑确定锻烧温度为450 。 锻烧时间的影响 由 样固定前驱体配比、掺铁量、锻烧温度、光催化时间分别为 n=1:15:，W( 450 ， 2 h。改变锻烧时间，分别为 .0 h。制备过程与 描述，在相同光催化条件下进行光催化处理罗丹明 B 溶液 实406080100400 450 500 550 600锻烧温度/ 脱色率/%学毕业设计（论文