经济的高速发展导致了环境问题的恶化，污染治理尤其是水污染治理受到广泛关注。多相光催化法是日益受到重视的污染治理新技术，它具有选择性好、适用范围广、可在常温常压下使污染物彻底破坏等优点，极具研究和实用价值。 本文以溶胶－凝胶法制备了WO3-TiO2光催化薄膜，采用正交实验和单因子实验确定其最佳制备条件为： 烧结温度575℃、烧结时间1h、掺钨量为x(W)=0.5％、涂膜层数9层。 XRD分析表明，该条件下的薄膜完全由金红石相组成，平均粒径为36nm。SEM分析表明，以多孔钛片为基体时薄膜的表面缺陷最多，此时WO3-TiO2光催化剂的活性最高；经反复多次实验证明，该薄膜稳定性良好且可再生；薄膜存在下的反应动力学研究表明，该光催化反应为一级反应。 采用溶胶－凝胶法制备了5种稀土(Pr、Nd、Sm、Eu、Dy)掺杂TiO2光催化薄膜。并利用单因子实验分别确定了最佳制备条件为： (1)掺镨量x(Pr)=0.25％、烧结温度600℃、烧结时间1h、涂膜层数为3层； (2)掺钕量x(Nd)=0.15％、烧结温度600℃、烧结时间1h、涂膜层数为3层； (3)掺钐量x(Sm)=0.30％、烧结温度600℃、烧结时间0.5h、涂膜层数为3层； (4)掺铕量x(Eu)=0.25％、烧结温度600℃、烧结时间0.5h、涂膜层数为3层； (5)掺镝量x(Dy)=0.15％、烧结温度600℃、烧结时间0.5h、涂膜层数为3层。 XRD分析表明，薄膜中仅含TiO2而未见稀土氧化物，除掺镨TiO2薄膜完全由金红石相组成外，其余均由锐钛矿相和金红石相的混晶组成，其中金红石相所占比例较大；5种薄膜的平均粒径依次为57nm、57nm、50nm、57nm和67nm。在5种稀土掺杂TiO2光催化薄膜中，铕掺杂TiO2薄膜的光催化活性最高。SEM分析发现薄膜表面均存在大量缺陷，但镝掺杂TiO2薄膜的缺陷相对较少。 罗丹明B的降解率随pH值的降低、溶解氧的增多、光强的增加和有机物初始浓度的减小而增大；比较不同光源对光催化反应速率的影响，结果表明，采用波长接近自然光的金卤灯时光催化剂催化效率最高，降解率3h内即可达到90％以上，这表明在自然光条件下采用上述光催化剂实现污水的深度处理是完全可行的。

    doi：
    10.7666/d.Y816868
    关键词：
    光催化剂 稀土 复合材料 二氧化钛 污水处理 掺杂改性 薄膜材料
    作者：
    孟清芳
    学位授予单位：
    东北大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    有色金属冶金
    导师姓名：
    刘奎仁
    学位年度：
    2004
    语种：
    中文
    分类号：
    X703 O643.36
    在线出版日期：
    2013年11月29日