Gd3+掺杂SiO2/TiO2的制备及降解活性

采用溶胶–凝胶法制备Gd3+掺杂SiO2/TiO2(Gd3+-SiO2/TiO2，GST)。用X射线衍射(X-raydiffraction，XRD)仪、热重–差热分析仪、紫外–可见分光光度计(ultraviolet–visiblespectrophotometry，UV–Vis)及X射线光电子分光仪(X-rayphotoelectronspectroscopy，XPS)等研究GST的结构特性，并以水中腐殖酸的降解及矿化评价GST的光催化活性。XRD分析结果表明Gd3+掺杂能有效抑制TiO2晶型的转变及催化剂晶粒的增长，GST在700℃时仍保持锐钛矿型。UV–Vis分析表明Gd3+掺杂使催化剂对光的吸收能力大大增强且吸收带边发生蓝移。XPS谱表征证实GST的表面缺陷(Ti3+)及晶格氧的含量增多。结果表明当Gd3+的质量掺量为0.4%，700℃焙烧的GST在中性条件下反应150min后，能使HA彻底降解，有机碳的残余率达3%。经分析可知带隙的宽化使光生h+–e–的氧化–还原能力增强，GST表面Ti3+及晶格氧含量的增加使催化剂表面的活性位增多，Ti3+和Ti4+的共存形成的电荷层增强了催化剂对电荷的传输效率，是GST能够彻底降解水中HA的主要原因。