模拟太阳光下锗掺杂纳米TiO2对化学毒剂的降解性能

摘要： 采用均匀沉淀法制备不同锗掺杂浓度的纳米二氧化钛(TiO2); 为了研究掺杂浓度与粉体活性之间的关系, 针对化学毒剂(CWAs)模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)开展光催化消毒实验, 并用动力学方程拟合实验结果; 通过XRD、UV-Vis、BET、BJH、SEM和TEM等技术对样品进行表征, 分析锗掺杂对TiO2结构及性能的影响; 综合考虑溶剂的毒性、挥发性、可燃性和溶解性等因素, 以氢氟醚(HFE)作为分散溶剂, 研究模拟太阳光下Ge-TiO2和HFE混合体系对芥子气(HD)、梭曼(GD)和维埃克斯(VX)的消毒性能。结果表明: 适量锗掺杂不会改变纳米TiO2的晶型结构, 可以减小晶粒尺寸, 增大比表面积, 增强光利用率, 提高消毒活性; 相较于直接使用粉体消毒, 混合体系的消毒效率明显提高; 在模拟太阳光下, 最佳锗掺杂浓度(6.24wt%)样品与HFE-458 (HCF2CF2CH2OCF2CF2H)组成的混合体系与三种化学毒剂反应60 min的降解率分别为: HD 98.73%、GD 100%、VX 100%。