纳米Fe-TiO2可见光下光催化降解罗丹明B

汞灯、氙灯以及紫外灯,广泛用于光催化处理水体污染和研究。为减少这种高能耗光源的使用,实验采用溶胶-凝胶法制备了一种可在低耗LED灯下响应的铁掺杂纳米二氧化钛光催化剂。分析了其物相组成,微观形貌结构以及紫外和红外的光学吸收性质。在LED白灯照射条件下,探讨了Fe掺杂量、溶液初始浓度、初始pH对模拟废水罗丹明B溶液光催化降解的影响,并分析了其降解机理。结果表明,Fe³⁺的掺入加快了TiO₂锐钛矿相向金红石相的转变。在扫描电镜下纳米颗粒分布较均匀,团聚不明显。Fe³⁺的掺杂减小了TiO₂的禁带宽度并使光学吸收边红移,禁带宽度从3.2 eV显著降低到2.7 eV;但当Fe³⁺掺量过大时,纳米Fe-TiO₂光学吸收边蓝移,在可见光区域的活性明显降低。综合分析得：在摩尔比n(Fe)∶n(Ti)=0.3%,pH=7,经LED白灯(100 W)照射72 h,对罗丹明B去除率达89%。为利用低能耗LED灯光催化降解有机污染物提供参考。