微波助离子液体中锌和氮共掺杂TiO2催化剂的制备及微波强化光催化氧化活性

在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）离子液体介质中，采用微波干燥的方法制备了锌和氮共掺杂的TiO2催化剂TiO2-Zn-N，分别采用IR、XRD、SEM、BET对催化剂结构进行了测试和表征。室温条件下，以甲基橙和苯酚溶液为模拟污染物，在微波超声波组合催化合成仪中，分别利用微波辐射（MW）、紫外光照（UV）、微波辐射-紫外光照（MW-UV）和太阳光照射（SL）等降解方式，着重考察了制备条件对TiO2-Zn-N光催化活性的影响。结果表明，在离子液体用量为5.6 mL、Zn掺杂量n(Zn)/n(Ti)=0.015:1、N掺杂量n(N)/n(Ti)=4:1、微波干燥功率350 W、微波干燥时间20 min、煅烧温度700 ℃、煅烧时间2 h的条件下所制得的TiO2-Zn-N催化剂具有较高的光催化活性；在MW、UV、MW-UV和SL四种降解条件下，TiO2-Zn-N对甲基橙的降解率分别为29.6%、95.4%、99.2%和79.2%；并且在前三种降解条件下，甲基橙降解率始终是：MW-UV> UV> MW。这表明在紫外光照条件下，微波辅射具有强化催化剂降解甲基橙的作用。