材料研究学报

作者：周立臣

单位：中海石油(中国)有限公司湛江分公司 湛江 524000

关键词：无机非金属材料,工业催化,油田废水,等离子体,2光催化')"href="#">TiO2光催化

基金：国家重点研发计划(2019YFA0708302)

以C2H2F4为F源，用等离子体放电对TiO2实现F改性制备TiO2催化剂，并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物，研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能，并使用自由基清除剂揭示其光催化机理。结果表明，催化剂添加量为8 g/L、pH值为6时，其对油田废水的降解效果最佳化学需氧量(COD)的去除率可达88%。同时，环境中的$\mathrm{HCO}_3^{-}$、$\mathrm{CO}_3^{2-}$、$\mathrm{PO}_4^{3-}$、$\mathrm{SiO}_3^{2-}$能显著抑制光催化反应，而Cl-的影响不大。羟基自由基(·OH)对光催化反应的影响更为关键。等离子体氟改性后，二氧化钛表面产生大量的≡Ti-F键和氧缺陷，实现了TiO2的间隙F掺杂(Ti-O-F-Ti键)，≡Ti-F和氧缺陷促进了光生电子-空穴向TiO2表面转移。同时，间隙F掺杂在TiO2价带上方产生杂质能级，使禁带宽度从2.98 eV收窄到2.82 eV，增强了这种催化剂在可见光区域的吸收，提高了其对油田废水的光催化降解效率。

来源：2024年第2期

《材料研究学报》期刊编辑部

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