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准确称量 0.2 g 上述各产品,放入盛有 100 mL、质量浓度为 0.02 g·L-1 的甲基橙水
溶液的反应器中,避光环境下搅拌 12 h 达到吸附平衡.在自制光催化实验装置中进行光催化
降解实验,采用 175 W 紫外高压汞灯作为光源.降解过程中定时抽取悬浊液,经过 2000 r·
min-1 的粗分离及 8000 r·min-1 的高速离心分离出清液,待测.
2.3 催化剂表征
X 射线粉末衍射(XRD)的测定采用日本理学 Rigaku Ultima IV 衍射仪,θ~2θ连续扫描
方式,步长 0.02 mm,扫描速度 5°·min-1,扫描范围 5°~80°;采用日本日立公司生产的
S-4800 型扫描电子显微镜(SEM)观测产品的形貌,工作电压 3 kV,工作距离 1~3 mm,真空
度 10~8 Pa;采用美国 Thermo 公司生产的 ESCALAB 250Xi 型号光电子能谱仪(XPS)分析产品
组态,X 射线激发源为单色化 AlKα射线(1486.6 eV),功率为 250 W,电子结合能以 C ls
=284.8 eV 作为参考;采用日本岛津公司生产的 UV-2550 紫外分光光度计(UV-vis)评价催化
活性,采用积分球法,波长设定 300~700 nm.
3 结果
3.1 产品 X 射线粉末衍射(XRD)结果分析
从图 1 可以看出,Sn 以 SnO2 的成分混杂或覆盖在产品中.随着煅烧温度的升高,衍射
峰的强度变大,峰宽逐渐变窄,衍射峰变得尖锐,说明晶化特征逐渐明显,晶体结构愈趋完
善.当温度升高至 600 ℃以上时,产品在(110)处出现金红石相的特征峰,说明当煅烧温度
大于 600 ℃后产品中混杂了三相物质.温度低于 550 ℃时,产品中主要为催化活性较高的锐
钛矿型 TiO2 及结晶度较高的 SnO2 产品,且随着温度的升高,SnO2 产品结构对称性增高,
作为混相混杂在产品中.取煅烧温度为 550 ℃时的产品计算晶粒尺寸,根据 Scherrer 公式
D=Kλ/(βcosθ)(K=0.89,λ=0.1541 nm,β为半高宽,θ为 Bragg 角)计算可知,产品的
TiO2 粒径约为 21.2 nm,而混杂的 SnO2 粒径约为 22.8 nm.
图 1 不同温度下 N/S/SnO2-TiO2 产品 XRD 谱图