表3.4 不同掺杂量的改性透辉石降解率
掺杂二氧化钛量% 0.34B 初始吸光度 降解后吸光度 降解率 1.76 1.319 25.1 0.034C 1.76 1.437 18.35 0.0034D 1.76 1.64 6.81
图3.5.1.1 不同掺杂量的透辉石的降解率
- 24 -
图3.5.1.2 掺杂TiO2的透辉石XRD图谱
3.4.2结果分析及讨论
（1）结果表明，适量掺杂二氧化钛对提高透辉石光催化降解亚甲基蓝的活性是有利的，但掺杂过多对改善透辉石的光催化性能作用不大，反而可能有害。
3.5掺杂Fe2O3对光催化性能的影响
3.5.1实验过程及数据处理
本实验中，称取一定量的Fe2O3与改性透辉石（掺杂0.34% TiO2 ） 进行掺杂，在1500℃的温度下处理，恒温3h后冷却，研磨至一定粒度，制得不同浓度的掺杂样品其中掺入量分别为：0.67%，0.067%，0.0067%。将处理后粉体及200ml初始浓度为8mg/L的亚甲基蓝溶液加入反应器中，在紫外光照射下降解1h，离心15min，然后取其上层清液，测量其吸光度3次 ，分别计算其降解率并最终计算平均降解率，实验数据及处理如下表3.6及图3.6所示。
- 25 -
表3.5 不同掺杂量的透辉石的降解率
掺杂量% 初始吸光度 降解后吸光度 降解率% 0.67（B） 1.62 1.197 26.1 0.067(C) 1.62 1.174 27.5 0.0067(D) 1.62 1.202 25.8
图3.5.1 不同掺杂量的透辉石的降解率
- 26 -
图3.5.2 掺杂Fe2O3的透辉石XRD图谱
3.5.2结果分析及讨论
（1）在改性透辉石中加入Fe3+能够加强透辉石的光催化性能。加入过量的Fe3+不但不能提高透辉石的光催化性能，反而会降低其催化性能。
（2）掺杂少量Fe3+时，具有半满电子构型的Fe3+会形成浅势捕获，捕获光生电子， 从而抑制了光生电子和空穴复合，使更多的空穴到达催化剂表面。三价铁离子俘获光生电子生成二价铁离子是促进光生电流的根本原因。还原后的亚铁离子随后扩散到对电极重新氧化成三价铁离子。反应如下：
Fe3+ + ecb- → Fe2+ (3.6.1) Fe2+ + hvb+ → Fe3+ (3.6.2)
铁离子更显著地增加了TiO2 体系的光生电流。可能的原因[42]是铁离子的还原产物二价铁离子具有很好的迁移性能，能够在生成后从TiO2 表面扩散到溶液中去，避免了随后有害的复合过程。Choi 等认为，由于从Fe3+到Fe2+对应的是从d5（半满高自旋）到d6 转变，丢失了交换能而不稳定，因此存在重新转换成Fe3+的趋势，使捕获的电子容易释放，而且Fe2+/Fe3+能级位于Ti3+/Ti4+能级之下，并靠近Ti3+/Ti4+能级，这使Fe2+捕获的
- 27 -
相关推荐：
loading