文章编号：１００１－９７３１（２０２３）０４－０４１５０－０７纳米Ｆｅ－ＴｉＯ２可见光下光催化降解罗丹明Ｂ＊王松１，徐立新１，郭庆１，黄大建１，姜长军２（１．兰州交通大学材料科学与工程学院，兰州７３００７０；２．甘肃欧特建材工业园有限公司，兰州７３００７０）摘要：汞灯、氙灯以及紫外灯，广泛用于光催化处理水体污染和研究。为减少这种高能耗光源的使用，实验采用溶胶－凝胶法制备了一种可在低耗ＬＥＤ灯下响应的铁掺杂纳米二氧化钛光催化剂。分析了其物相组成，微观形貌结构以及紫外和红外的光学吸收性质。在ＬＥＤ白灯照射条件下，探讨了Ｆｅ掺杂量、溶液初始浓度、初始ｐＨ对模拟废水罗丹明Ｂ溶液光催化降解的影响，并分析了其降解机理。结果表明，Ｆｅ３＋的掺入加快了ＴｉＯ２锐钛矿相向金红石相的转变。在扫描电镜下纳米颗粒分布较均匀，团聚不明显。Ｆｅ３＋的掺杂减小了ＴｉＯ２的禁带宽度并使光学吸收边红移，禁带宽度从３．２ｅＶ显著降低到２．７ｅＶ；但当Ｆｅ３＋掺量过大时，纳米Ｆｅ－ＴｉＯ２光学吸收边蓝移，在可见光区域的活性明显降低。综合分析得：在摩尔比ｎ（Ｆｅ）∶ｎ（Ｔｉ）＝０．３％，ｐＨ＝７，经ＬＥＤ白灯（１００Ｗ）照射７２ｈ，对罗丹明Ｂ去除率达８９％。为利用低能耗ＬＥＤ灯光催化降解有机污染物提供参考。关键词：溶胶凝胶法；铁掺杂二氧化钛；光催化；ＬＥＤ灯；罗丹明Ｂ；低耗高效中图分类号：Ｘ７９１文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－９７３１．２０２３．０４．０２１０引言传统物理方法（如吸附）、生物方法、化学沉淀和膜过滤都已应用于废水处理，但它们存在膜污染、成本高、能耗高、产生二次废物等问题［１－２］。因此，需要新的替代技术来克服传统方法的局限性。纳米结构半导体，由于其在太阳光谱５％的紫外线（ＵＶ）辐射下被激活时具有强氧化性能而被认为是非常有前景的环境修复材料［３］。所以纳米ＴｉＯ２作为其中一种无毒、廉价、化学性质稳定的光催化半导体材料而受到广泛的关注［４］。然而以往的研究发现，纳米二氧化钛作为光催化剂存在电子空穴复合率高、量子产量低、禁带宽度大、难以被可见光激发等问题［５］。因此，对催化剂的修饰改性，提高在其可见光下催化效率一直是研究的重点。牛宪军等［６］采用水热法合成了Ｃｕ２＋掺杂ＴｉＯ２复合光催化材料，在紫外线ＵＶ固化灯照射条件下，对亚甲基蓝溶液的催化降解率达到９２％。赵...
