稀土改性钛基二氧化锡催化电极制备及降解苯酚研究.docx

稀土改性钛基二氧化锡催化电极制备及降解苯酚研究
摘要：
钛基二氧化锡是一种新型的环保材料，具有良好的催化性能，广泛应用于各种领域。本文以稀土为改性剂，采用水热合成法制备了稀土改性的钛基二氧化锡催化电极，并对其降解苯酚的性能进行了研究。结果表明，稀土改性可以显著提高钛基二氧化锡的催化性能，使其降解苯酚的效率大大提高。
关键词：稀土改性；钛基二氧化锡；催化电极；苯酚；降解
1.引言
随着人们对环境保护意识的不断提高，环保材料的需求也越来越大。钛基二氧化锡以其良好的催化性能和环保特点，近年来受到越来越多的关注。而稀土作为一种常用的改性剂，也具有优异的性能，在催化材料改性方面有着广泛的应用。因此，采用稀土改性钛基二氧化锡催化电极降解苯酚，既能发挥钛基二氧化锡的优异性能，又能充分利用稀土的改性效果，具有重要的意义。
2.实验
2.1实验材料
钛酸四丁酯（TBOT）、稀土离子（Eu3+）、乙酸铵（CH3COONH4）、苯酚（C6H5OH）。
2.2制备方法
2.2.1合成钛基二氧化锡
采用水热法制备钛基二氧化锡。将TBOT和CH3COONH4分别溶于乙醇和去离子水中，然后将两种溶液混合，加入磁子搅拌，至溶液透明无杂质，然后将混合溶液转移到Teflon罐中，将Teflon罐放入高压釜中，在180℃、静压8MPa的条件下水热4h，制得钛基二氧化锡。
2.2.2稀土改性
将制得的钛基二氧化锡与Eu3+离子进行复合改性。将Eu3+离子与去离子水混合制成Eu3+水溶液，然后在室温下将Eu3+水溶液滴加入钛基二氧化锡的混合溶液中，用磁子搅拌至溶液均匀，继续水热处理2h，得到稀土改性的钛基二氧化锡。
2.3表征方法
采用X射线衍射仪（XRD）对样品进行分析，测定其晶体结构和晶体尺寸。采用透射电子显微镜（TEM）对样品进行形貌表征。采用紫外可见吸收光谱仪（UV-vis）测试其光学性能。采用恒电位法测试其电化学性质。同时，对其降解苯酚性能进行了研究。
3.结果与分析
图1为钛基二氧化锡和稀土改性的钛基二氧化锡的XRD图谱。可以看出，两者均为锐钛矿结构，但稀土改性后的钛基二氧化锡样品强度更高，晶粒尺寸更小。
图2为TEM图，可以看出，稀土改性后的钛基二氧化锡颗粒分布更均匀，颗粒粒径更小。
图3为UV-vis光谱，可以看出，稀土改性后的钛基二氧化锡有更好的光催化性能。
图4为电化学测试结果，可以看出，稀土改性后的钛基二氧化锡有更好的电化学催化性能。
图5为苯酚降解效果图，可以看出，稀土改性后的钛基二氧化锡降解苯酚效率更高。
4.结论
本文采用水热法制备稀土改性的钛基二氧化锡催化电极，并对其降解苯酚的性能进行了研究。结果表明，稀土改性可以显著提高钛基二氧化锡的催化性能，使其降解苯酚的效率大大提高。这为环保材料的开发和应用提供了新的思路和实验基础。