３９卷第２期２０１０年４月人工ＯＦ晶体学报ｖ。１．３９Ｎｏ．２ＪＯＵＲＮＡＬＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳＡｐｒｉｌ，２０１０ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２复合光催化剂的制备及光催化性能王韵芳，焦爱峰，丁光月，樊彩梅（太原理工大学化学化工学院，太原０３００２４）摘要：采用硬脂酸法制备了ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂，采用ＸＲＤ及ＴＧ－ＤＴＡ分析对其物相和热稳定性进行了表征，并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价。结果表明，经５００℃热处理的ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂属于单一的锐钛矿相，且铜、锡氧化物的引入抑制了ＴｉＯ：的结晶和晶粒的生长。当催化剂组成为Ｃｕ：Ｓｎ：Ｔｉ＝Ｏ．２５：５：１００（物质的量比），焙烧温度为５００℃，催化剂投加量为０．５ｇ－Ｌ一，溶液ｐＨ为４．０时，经３ｈ光催化反应苯酚的降解率达９７．１％。关键词：ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２复合光催化剂；光催化；硬脂酸法中图分类号：ＴＱ０３４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９８５Ｘ（２０１０）０２４）４０１－０６ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓＷＡＮＧＹｕｎ－ｆａｎｇ，ＪＩＡＯＡｉ－ｆｅｎｇ，ＤＩＮＧＧｕａｎｇ－ｙｕｅ，ＦＡＮＣａｉ—ｍｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｊｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎ矛ｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）（Ｒｅｃｅ／ｔｅｄ２２趵啦＂妇２００９，ａｃｃｅｐｔｅｄ１２Ｊａｎｕａｒｙ２０１０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍｏ－ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸ·ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｈｅｒｍａｌａｎｄｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｅａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐｈｅｎｏｌｉｎｓａｍｐｌｅｓａｒｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅＳｎ０２ｔｈｅｗａｔｅｒ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｉｎａｎａｔａｇｅｐｈａｓｅａｔｃａｌｃｉｎｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ５００℃，ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣｕＯａｎｄｉｎｈｉｂｉｔｓｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆＴｉ０２ｇｒａｉｎ．ＷｈｅｎｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｅｏｆＣｕ：Ｓｎ：Ｔｉ＝０．２５：５：１００，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔｉｓ０．５ｇ·Ｌｄａｎｄｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｒｅｔｕｒｅａｔ５００℃，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｐｈｅｎｏｌ（Ｃｏ＝２０ｍｇ·Ｌ一，ｖ０＝５０ｍＬ，ｐＨ＝４）ｒｅａｃｈｅｄ９７．１％ａｆｔｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅ３．０ｈｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄ１引言近年来，纳米ＴｉＯ：材料的制备一直是半导体光催化领域的研究重点㈦３。但是，由于纯ＴｉＯ：光催化剂收稿Ｅｔ期：２００９－０９－２２；修订日期：２０１０－０１—１２基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．２０８７６１０４）；山西省科技攻关项目（Ｎｏ．２００９０３１１０８２）作者简介：王韵芳（１９７２一），女，山西省入，博士研究生。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｙｆｗｙｌ５３５４０７０８＠ｓｉｎａ．Ｃ０１１１通讯作者：樊彩梅，教授。Ｅ·ｍａｉｌ：Ｆａｎｃｍ＠１６３．ｃｏｍ万方数据人工晶体学报第３９卷的光生电子．空穴对复合率高，光催化活性比较低【５再】，致使水处理过程中有机物的降解效率较低。为了解决这一问题人们已采用了许多不同的方法来改善ＴｉＯ：的光催化活性，其中对ＴｉＯ：进行半导体复合是常用的方法之一。复合半导体光催化剂是借助于两种半导体能带结构的不同而形成的导带电势差，使其中电势较低半导体的光生电子转移到电势较高的半导体上，空穴则向相反的方向移动，这样可使光生电子－空穴得到有效分离，从而提高了半导体的光催化效率¨ｄ有研究报道Ｐ型半导体ＣｕＯ中的光生空穴可在ｎ型半导体的价带上累积，充当光生电子的接收器从而增加电荷的分离效率¨１’１２Ｊ。为此，本研究拟采用硬脂酸法制备ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂，利用ＴｉＯ：／ＳｎＯ：复合半导体促进光生载流子有效输运与分离的同时，借助ＣｕＯ提高电荷的分离效率，充分发挥半导体复合及半导体掺杂改性的综合优势，以制备出性能优良的光催化剂。采用ｘ光衍射分析法和差热．热重分析法对所制备样品的物相和热稳定性能进行表征，并通过苯酚的光催化降解评价其光催化活性。２实验２．１实验原料及仪器除钛酸四丁酯为化学纯外，实验中所用的氯化铜、四氯化锡、硬脂酸均为分析纯；所用主要仪器：２０ｗ石英紫外线杀菌灯，美国瓦里安公司Ｃａｒｙ－５０紫外分光光度计，ｃＨＪ·１磁力恒温搅拌器，Ｓ－２５ＣｐＨ测定仪，ＬＤｚ４旬．８Ａ离心机。２．２催化剂的制备将ＳｎＣＩ。·５Ｈ：Ｏ和ＣｕＣＩ：·２Ｈ：Ｏ加入到熔融的硬脂酸中，８０—１００ｏＣ下磁力搅拌，待脱水完全后加入一定量的钛酸四丁酯，强烈搅拌３ｈ即可形成半透明的溶胶，然后自然冷却形成凝胶后于马弗炉中５００ｏＣ焙烧２ｈ，自然降温后研磨得ＣｕＯ／Ｓｎ０２／ＴｉＯ：复合光催化剂。控制ＳｎＣｌ。·５Ｈ：Ｏ与ＣｕＣＩ：·２Ｈ：Ｏ和钛酸四丁酯的加入量，分别制得不同物质的量比的复合ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：光催化剂。催化剂的命名Ｆ。∥娜以催化剂中Ｃｕ／Ｓｎ／Ｔｉ的物质的量比为依据。２．３催化剂的表征采用日本理学Ｒｉｇａｋｕ，Ｄ／ｍａｘ－２５００型ｘ射线衍射仪对催化剂的晶型进行分析，操作条件为：辐射源为Ｃｕ－Ｋａ靶射线，管电压４０ｋＶ，管电流１００ｍＡ，扫描速度８ｏ／ｍｉｎ。采用美国ＰＥＲＫＥＮＥＬＭＥＲｌ７００型差热．热重分析仪对所制备的复合ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：光催化荆进行分析，通过测量样品在锻烧过程中的ＴＧ和ＤＴＡ曲线，分析前驱体的失重情况以及热分解的相变温度。差热－热重分析仪操作条件为：空气介质，升温速度为１５℃／ｍｉｎ，升温范围在室温一８５０ｏＣ之间。２．４苯酚的光催化降解实验光催化降解实验在直径为４ｅｍ，高１０ｃｍ的石英玻璃管反应器中进行。以２０ｗ的紫外灯作为光源，反应所需空气由微型空气泵供给。每次实验先开启气泵，然后装入２０ｍｇ·Ｌ－ｌ的苯酚溶液５０ｍＬ，催化剂投加量为０．５ｇ·Ｌ一，每隔３０ｍｉｎ取一次样，离心分离后取上层清液，用紫外一可见分光光度计在２７０ｎｍ处测定苯酚溶液的浓度。苯酚的降解率由下式计算：降解率＝［（ｃｏ—ｃ）／Ｃｏ］×１００％，式中ｃｏ和Ｃ分别为苯酚的初始浓度和光照ｔ时刻的浓度。３结果与讨论３．１ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２光催化剂的ＸＲＤ表征焙烧对催化剂的晶相和颗粒大小等具有决定性的影响［１３１。为了考察焙烧温度对复合催化剂晶体结构的影响，对Ｆｏ．２５／５／瑚催化剂分别在３００℃、４００℃、５００℃、６５０℃及８０００Ｃ下焙烧２ｈ的样品进行了ＸＲＤ分析，结果如图１所示。由图１可知，随着焙烧温度的升高，锐钛矿相的特征衍射峰强度越来越强；当焙烧温度小于３００ｏＣ时催化剂的晶粒发育不完全；在４００—６５０℃时，样品中ＴｉＯ：均为锐钛矿相，且随着焙烧温度的升高催化剂的晶化程度不断增大；当焙烧温度达到６５０ｏＣ时开始出现少量的金红石相，继续升温至８００ｏＣ时万方数据第２期王韵芳等：ＣｕＯ／ＳｎＯ：／／ＴｉＯ：复合光催化剂的制备及光催化性能基本上全为金红石相。ｄ蔷重量２鲥ｏ）图１不同温度焙烧的ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０：催化剂的ＸＲＤ谱图ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆ图２不同催化剂的ＸＲＤ谱图ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｐｈｏｔｏｅａｔａｌｙｓｍＦｉｇ．２ＸＲＤｐａＲｅｒｒｔｓｏｆＦｉｇ．１ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅａｔａｌｙｓｕ８ｔ５００℃ｅＭｃｉｎｅｄ砒ｄｉｆｆｅｒｅｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ为了对比说明复合催化剂Ｆｏ．巧乃，。。。的结晶状况，实验中对纯态ＴｉＯ：、ＳｎＯ：及ＳｎＯ：／ＴｉＯ：催化剂（热处理温度均为５００ｃｃ）也进行了ＸＲＤ表征，结果如图２所示。从图２可以看出，实验所制备的ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂的衍射峰与锐钛矿相ＴｉＯ：的标准图谱完全一致，说明复合光催化剂为纯锐钛矿相ＴｉＯ：。在ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：的ＸＲＤ图谱上未发现ＳｎＯ：和ＣｕＯ的衍射峰，这可能是由于ｓｎ、ｃｕ的掺杂量过少所致。从图中还可看出，ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合催化剂的（１０１）衍射峰强度比纯ＴｉＯ：有所降低，说明铜锡氧化物的引入抑制了ＴｉＯ：的结晶和晶粒的生长。根据Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式：Ｄ＝Ｋａ／（＃ｅｏｓ０）（其中Ｄ为晶粒尺寸，Ｋ＝０．８９，Ａ＝０．１５４２ｎｍ，口为半峰宽，０为衍射角），以垂直于（１０１）晶面的平均晶粒度Ｄ。。。为基准，计算出催化剂的晶粒大小见表１。表１不同催化剂的粒径尺寸Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｉｚｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｔａｌｙｓｔｓ由表１可见，复合催化剂的晶粒比纯Ｔｉ０２和ＳｎＯ：／ＴｉＯ：的晶粒小些，可能的原因是由于引入了Ｃｕ、Ｓｎ氧化物，使ＴｉＯ：晶胞收缩导致粒径的减小。３．２ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２光催化剂的ＴＧ－ＤＴＡ分析硬脂酸法合成的ＣｕＯ／ＳｎＯ：／Ｔｉ０２生坯粉的热重一差热曲线如图３所示。图中差热曲线（ＤＴＡ）在５０℃左右形成的吸热峰是由硬脂酸熔融吸热引起的。曲线中３３５℃处出现了一个明显的放热峰，同时热重曲线（ＴＧ）上对应的温度位置处曲线急剧下降，这说明固相重量有很大损失，据此推断此峰为有机物燃烧引起的放热峰。至５００ｏＣ左右有机物已基本完全分解，样品的重量基本保持不变，说明固相反应在这一温度区内基本完成，即ＣｕＯ／ＳｎＯ：／Ｔｉ０２的晶化温度在４００～６００ｏＣ之间。ＴＩＣ随着温度的继续升高，ＤＴＡ随线呈现出一个缓慢的晶型转变过程，这说明ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂并不是３．３３．３．１删ｊ。ｌｇ．ｊＣｕＯ／ＳｎＯ：／Ｔｉ０２生坯粉的差热一热重曲线图ＴＧ—ＤＴＡｅＬｉｌＷ鹤０ｆＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｐｈｏｔｏｅａｔａｌｙｓｔ在某个温度发生晶型突变。因此，５００℃为合适的热处理温度。ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２光催化剂的光催化反应性能不同反应条件对苯酚去处效果的比较光和催化剂是光催化过程中的两大基本要素，为了弄清光、催化剂各自在光催化过程中发挥的作用，以万方数据人工晶体学报第３９卷苯酚溶液为研究体系设计了一组对比实验，其中包括光氧化过程（仅有光）、催化剂吸附（仅有催化剂）和光催化氧化（光和催化剂同时存在）。实验是在初始ｐＨ＝４，Ｃｏ＝２０ｍｇ·Ｌ～，ｖｏ＝５０ｍＬ，Ｃａｔａｌｙｓｔｓ＝０．５９·Ｌ４条件下进行的，结果如图４所示。图４结果表明，仅有催化剂无光照的情况，经过３ｈ的反应，水体中苯酚的浓度基本不发生变化，由此可推断复合催化剂对苯酚无吸附作用；仅有光照射的光氧化过程随着反应的进行苯酚的浓度反而呈增加趋势，反应３ｈ后，溶液中苯酚的浓度反而增加了３０％，其中可能的原因是在光的照射下使苯酚转化为中间产物对苯二醌，而其在该波长处也有吸收所致【ｌ４｜。但是对于光催化过程·光和催化剂的结合过程，苯酚的去除率达９７．１％，由此可见所制备的复合催化剂对水中苯酚的去除是十分有效的。图４Ｆｉｇ．４Ｆｏ．２５１５１。∞在不同条件下的光催化活性比较ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｆｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＦｏ．２５／Ⅳｌ∞ａｔ图５不同催化剂光催化活性的比较Ｆｉｇ．５Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ３．３．２不同催化剂光催化活性的比较图５为ＴｉＯ：、ＣｕＯ／ＴｉＯ：、ＳｎＯ：／ＴｉＯ：及ＣｕＯ／ＳｎＯ：／Ｔｉ０２光催化剂在紫外光照射下对苯酚的降解曲线，反应条件同３．３．１。由图５可知，ＴｉＯ：经ＣｕＯ或者ＳｎＯ：复合后光催化活性较纯Ｔｉ０２均有明显地提高，但在同等条件下Ｆ０．笾例。∞复合光催化剂对苯酚的降解效率最高。ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合催化剂催化活性的提高可归因于不同能级半导体之间的光生载流子的输运与分离。ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ（Ｙ２复合催化剂中的电荷转移过程示如图６所示，其具体过程为：在紫外光照射下，ＴｉＯ：和ＳｎＯ：中价带上的电子受激发跃迁至各自的导带上，ＳｎＯ：的导带能级ＥｃＢ＝０Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ，ｐＨ＝７），而ＴｉＯ：的导带能级Ｅｃ。＝－０．５Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ，ｐＨ＝７），两者的差别导致两者接触后光生电子较容易从ＴｉＯ：表面向ＳｎＯ：转移，ＳｎＯ：起到富集电子的作用，而ＴｉＯ：的价带位置又高于ＳｎＯ：，空穴容易从ＳｎＯ：表面向ＴｉＯ：转移，ＴｉＯ：起到富集空穴的作用，这种耦合体系减少了电子．空穴对的复合几率，进而提高了催化剂的光催化活性ｕ５．１６ｊ。对于ＣｕＯ／Ｓｎ０２／ＴｉＯ：复合催化剂中，半导体ＣｕＯ的掺杂改性导致催化活性提高主要归因于Ｃｕ２＋与Ｓｎ４＋的半径几乎相等（ｒｃｕｚ＋＝０．０７２ｎｍ，ｒｓａ４＋＝０．０７１ｒｉｍ），在复合催化剂中形成了较佳的异质结；另外光激发到Ｔ．０２导带上的电子既可以迁移到ＳｎＯ：的导带上，又可以迁移到ＣｕＯ上，相对于Ｓｎ０２／Ｔｉ０２催化剂体系，又增加了附加富集电子的作用，从而更有利于光生电子＿空穴对的有效分离¨１｜。在ＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２催化剂体系中，通过ＳｎＯ：半导体的复合及ＣｕＯ的掺杂改性最大程度地分离了电子·空穴对，因而比任何单一的改性过程具有更优良的光催化Ｊｌ生能。３．３．３焙烧温度对光催化活性的影响图６ＣｕＯ／Ｓｒｔ０２／Ｔｉ０２光催化剂中电荷转移过程示意图Ｆｉｇ．６Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｃｈ雒ｓｅ—ｔｍｍｆｅｒＣｕＯ／Ｓｎ０２／Ｔｉ０２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎ图７为不同温度焙烧后Ｆｏ巧例，∞光催化剂降解苯酚随时问的变化关系图，反应条件同３．３．１。由图７可知，焙烧温度对催化剂的活性有很大影响，这与催化剂的晶型密切相关。当焙烧温度低于３００ｏＣ时，所制备万方数据第２期王韵芳等：ＣｕＯ／ＳｎＯ：／／ＴｉＯ：复合光催化剂的制备及光催化性能４０５的催化剂属于无定形态，对苯酚降解基本没有活性；在４００一５００ｏＣ时催化剂属于锐钛矿相，对苯酚降解有较高的光催化活性；随着焙烧温度的继续升高，催化剂的催化活性反而减小，８００ｏＣ煅烧所得复合催化剂的光催化活性完全消失，催化活性降低的主要原因为：（１）ｘ射线衍射结果显示，＇ｒｉｏ：在８００ｏＣ煅烧时已经由锐钛矿型完全转变为金红石型，而在ＴｉＯ：的三种晶型中金红石的光催化活性最低¨¨；（２）随煅烧温度的增加催化剂颗粒则迅速增大，且在相同的温度下缎烧时金红石型的生长速率更快一些，因而使催化剂的比表面积迅速增大，也会降低催化剂的光催化活性。此外，ＴｉＯ：从锐钛型向金红石型的转变过程可以为相转变提供热量而进一步加快晶粒的增长。某Ｓ９２ｌｏｇＩｌ山Ｒｅ，ａｃｔｉｏｎｔｉｍ６ｍｉａＲｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，／ｍｉｎ图７焙烧温度对光催化活性的影响Ｒｇ．７图８物质的量组成对苯酚降解率的影响Ｆｉｇ．８Ｅｆｆｅｃｔ８ｏｆｔｈｅａｌＰｈｏｔｏｃａｔａｌ衄ａｅｆｉｖｉｔｙｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｄｉｆｆｅ删ｃＭｃｉｎｅｄｍｍｐｅｒａｔｕｒｅｓＣｕ／Ｓｎ／Ｔｉｍｏｌａｒ眦ｉｏｓｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｐｈｅｎｏｌｒｅｍｏｖＭ３．３．４不同Ｃｕ／Ｓｎ／Ｔｉ物质的量比对光催化活性的影响为了考察氧化物的加入量对ＴｉＯ：结构的影响，制备了焙烧温度为５００ｏＣ的不同Ｃｕ／Ｓｎ／Ｔｉ物质的量比的复合催化剂，不同配比催化剂对苯酚的降解行为如图８所示，反应条件同３．３．１。由图８可知，Ｃｕ／Ｓｎ／Ｔｉ物质的量组成对复合光催化剂活性有显著影响，在ＴｉＯ：中复合适量的铜锡氧化物对苯酚的光催化降解效率有所提高。在本实验条件下，复合ＣｕＯ与ＳｎＯ：的物质的量比为０．２５：５的ＴｉＯ：对苯酚的光催化降解效果最好。这是由于ＴｉＯ：与ＳｎＯ：两种半导体的复合与ＣｕＯ的掺杂改性大大降低了光生电子一空穴对复合率所致。４结论（１）采用硬脂酸法成功制备了ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂，ＣｕＯ与ＳｎＯ：的同时引入不仅强化了反应界面上电子传递的过程，而且最大程度地分离了电子－空穴对，从而使得该催化剂具有较优良的光催化活性；（２）ＸＲＤ图谱表明所制备的ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合光催化剂经５００ｏＣ热处理为纯锐钛矿相晶型。在ＸＲＤ图谱上未发现铜锡氧化物的衍射峰，这可能是两者掺杂量较少所致。根据Ｓｃｈｅｍｅｒ公式计算ＣｕＯ／ＳｎＯ：／Ｔｉ０２复合催化剂的平均晶粒度约为１１．８ｎｍ，较纯ＴｉＯ：粒径１９．１ｎｍ有一定程度减小；（３）经对复合催化剂生坯粉的差热．热重分析可知，采用硬脂酸法制备的ＣｕＯ／ＳｎＯ：／ＴｉＯ：复合催化剂的晶化温度在４００—６００℃之间，且光催化活性很高，因此选择５００ｏＣ为合适的热处理温度；（４）当催化剂物质的量组成为Ｃｕ：Ｓｎ：Ｔｉ＝０．２５：５：１００，焙烧温度为５００℃，催化剂投加量为０．５ｇ·Ｌ～，溶液的ｐＨ为４．０时，经３ｈ光催化反应苯酚的降解率达９７．１％。参考文献［１］ｘｕＪＪ，ＡｏＹＨ，ＦｕＤＧ，ｅｔａ１．ＳｍｄｙＯｎＤｉｏｆｉｄｅＵｎｄｅｒＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＰｅｆｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ鼬ｎｅｆｉｃｓｏｆＸＯＢ’ｍ／．ａｎｔｈａｎｉｄｅ－ｍｏｄ墒ｅｄＴｉｔａｎｉｕｍＳｏｌａｒａｎｄＵＶｍｕｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．如ｕｒｎａ／旷ＨａｚａｒｄｏｍＭａｔｅｒ／ａ／ｓ，２００９，１６４（２．３）：７６２．７６８．Ｙ［２］ＸｕＧＱ。ＺｈｅｎｇｚＸ，Ｗｕｃ，ｅｔａ１．Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＳｆｌｉ∞ＯＨｔｈｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｈ咖ａｔａｌｙｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉ龉０ｆＴｉｔ蹰ｉａ［Ｊ］．Ｃｅｒａｍｉｅ．ｓｌｍｅｍａｔ如ｎａｌ，万方数据人工晶体学报２００９。３５（１）：ｌ－５．第３９卷【３］ＭｏｈａｍｅｄａｎｄＲＭ．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄＣａｔａｌｙｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮａｎｏ－ｓｉｚｅｄＰｔＭｅｔａｌＣａｔａｌｙｓｔＴｉ０２－Ｓｉ０２ＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙＰｈｏｔｏ—ａｓｓｉｓｔｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＩｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｍａｔｅｒｉａｈ矽∞娜畸ｔｅｃｈｎｏ／ｏｇｙ，２００９，２０９（１）：５７７－５８３．ＰｈｏｔｏｃａｔａｔｙｔｉｃＡｃｔｉｖｉｔｙ［４］ＬｉＸ，ＸｉｏｎｇＲＣ，ＷｅｉＧ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ３１：５８７－５９１．ｏｆＮ锄删Ｓｎ－ｄｏｔＨｌＴｉ０２［Ｊ］．ＪｏｍｒｎｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００９，１６４（２－［５】ＴｉａｎＧＨ，ＦｕＨＧ，ＪｉｎｇＬＱ，ｅｔａ１．ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＡｃｔｉｖｉｔｙｏｆＳｔａｂｌｅＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ＂ｒｉ０２ｗｉｔｈＨｉｇｈＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙａｎｄｈ臀ＳｕｒｆａｃｅＡｒｅａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｔｒｉａ厶，２００９，１６１（２－３）：１１２２．１１３０．［６］ＬｉｎｇＱ［７】Ｏｈｎｏ［８］ＸｉｎＣ，ＳｕｎＪｚ，ＺｈｏａＱＹ，ｅｔａＩ．Ｖｉｓｉｂｌｅ·ｌｉｇｈｔ－ｄｒｉｖｅｎＴｉｔａｎｉａ／ＳｉｌｉｃａＰｈｏｔｏｅａｔａｌｙｓｔＣｏ－ｄｏｐｅｄｗｉｔｈＢｏｒｏｎａｎｄＦｅｒｒｕｍ［Ｊ］．和嘶ｅｄｓ咖＆／ｅｎｃｅ，２００８，２５４（２１）：６７３１－６７３５．Ｔ，ＭｕｒａｋａｍｉＮ，ＴｓｕｂｏｔａＴ，ｅｔａ１．ＤｅｖｄｏｐｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌＣａｔｉｏｎＣｏｍｐｏｕｎｄ—ｌｏａｄｅｄＳ－ｄｏｐｅｃｌＴｉ０２ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓＨａｖｉｎｇＲｕｔｉｌｅＰｈａｓｅ岫妇Ｖｉｓｉｂｌｅｔｉｇｈｔ［Ｊ］．却ｐｆｉ缸ｃｎｌ咖厶Ａ：Ｇｅ聊缸，２００８，３４９（１－２）：７０－７５．Ｂ，ＷａｎｇＰ，ＤｉｎｇＤ，ｅｔａ１．ＥｆｆｅｃｔｏｆＳｕｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｅｓＣｕ－Ｔｉ０２ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＡｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．如胡以ｓ咖Ｓｃ／ｅｎｃｅ，２００８，捌（９）：２５６９－２５”．［９］刘成林，钟菊花，李远光，等．ｎ０２／Ｓｎ０２复合氧化物的制备和光谱特性［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００５。２５（１２）：１９４７—１９４９．ｈＣＬ，ＺｈｏｎｇＪＨ。ＬｊＹＧ，ｅｔａ１．ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＴｉ０２／Ｓｎ０２ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＯｘｉｄｅｓ［Ｊ］．ＳｐｅａｒｏｓｃｏｖｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２００５，２５（１２）：１９４７－１９４９（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［１０］梅长松，钟顺和．Ｃｕ／Ｓｎ０２－＇ｒｉ０２催化剂的结构、光吸收性能和催化反应性能［Ｊ］．化学物理学报，２００５，１８（５）：８２１－８２６．ＭｅｉＣＳ，ＺｈｏｎｇＳＨ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｐｈｏｔｏ灿删饥ａｎｄＣａｔａｌｙｚｅＲｅａｃｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｕ／Ｓｎ０２－Ｔｉ０２Ｃａｔａｌｙｓｔ［Ｊ］．．『ｏｌ＂’试ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓ／ｃｓ，２００５，ｉｓ（５）：８２１－８２６（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［１Ｉ］ＸｉａＨＬ，蛐ＨＳ，ＺｈａｎｇＴ，ｅｔａ１．ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｅＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＡｃｉｄＢｌｕｅ６２ＣｕＯ·Ｓｎ０２ＮａｎｏｅｏｍｐｅｓｉｔｅＰｈｏｔｏｅａｔａｌｙｓｔｕｎｄｅｒＳｉｍｕｌａｔｅｄＳｕｎｌｉｇｈｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａ／ｏｆＥｍ，＇ｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００７，１９（９）：１１４１·１１４５．［１２］ＣｈｉａｎｇＫ，ＡｍａｌＲ，ＴｒａｎＴ．ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｅＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＣｙａｎｉｄｅＵｓｉｎｇＴｉｔａｎｉｕｍＤｉｏｘｉｄｅＭｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈＣｏｐｐｅｒＯｘｉｄｅ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ伽ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２００２，６（４）：４７ｌ－４８５．ｉｎ［１３］ＡｌｅｍａｎｙＬＪ，ＢａｎａｒｅｓＭＡ，ＰａｒｄｏＥ，ｅｔａ１．ＰｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＰｈｅｎｏｌＢ：Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ，１９９７，１３（３－４）：２８９－２９７．ＷａｔｅｒＵｓｉｎｇＳｉｌｉｃａ·ｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴｉｔａｎｉａＣａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．ＡｐｐｉｅｄｌＣａｔａｙｓｉｓｌ［１４］樊彩梅，郝晓刚，孙彦平．苯酚降解中间产物对比色法测量苯酚浓度的影响［Ｊ］．太原理工大学学报，１９９９，３０（２）：１６２·１６６．ＦａｎｃＭ，ＨａｏＸＧ，ＳｕｎＹＰ．ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓｔｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｈｅｎｏｌＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＵｓｉｎｇＣｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｙｕａｎＵｎｗｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９９，３０（２）：１６２·１６６（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．Ｖ，ｅｔａ１．Ｈｉｇｈｌｙ［１５］ＳａｓｉｋａｌａＲ，ＳｈｉｒｏｌｅＡ，ＳｕｄａｍａｎＤｉｓｐ㈣ａＰｈａｓｅｏｆＳｎ０２Ｔｉ０２ＮａｎｏｐａｒｔｉｅｌｅｓＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙＰｏｌｙｏｌ—ｍｅｄｉａｔｅｄＲｏｕｔｅ：ＰｈｏｔｅｃａｔａｌｙｔｉｅＡｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒＨｙｄｒｏｇｅｎＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ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作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
王韵芳， 焦爱峰， 丁光月， 樊彩梅， WANG Yun-fang， JIAO Ai-feng， DING Guang-yue， FAN Cai-mei
太原理工大学化学化工学院,太原,030024人工晶体学报
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