王雷清，施忠芬，畢先鈞

(1.云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，云南昆明 650500;2.云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畜牧獸醫(yī)系，云南昆明 650031)

水污染日益成為困擾我國(guó)環(huán)境工作者的主要問(wèn)題，國(guó)家相關(guān)部門也在污水治理方面竭盡全力，但目前全國(guó)的污水處理率僅為20%［1］。半導(dǎo)體催化劑TiO2可以吸收紫外光發(fā)生本征激發(fā)，形成電子-空穴對(duì)，電子和空穴分別向催化劑表面轉(zhuǎn)移，與有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其最終降解為無(wú)機(jī)小分子，達(dá)到污水處理的目的［2］。但是，TiO2的禁帶較寬(Eg=3.2 eV)，對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)差，因此，部分研究者希望通過(guò)金屬摻雜、非金屬摻雜、金屬或非金屬元素共摻雜、復(fù)合材料負(fù)載等方法實(shí)現(xiàn):①拓展TiO2對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)，使其吸收波長(zhǎng)從紫外光區(qū)向可見(jiàn)光區(qū)移動(dòng);②提高TiO2光催化效率，使該項(xiàng)技術(shù)能用于處理大氣環(huán)境污染物、工業(yè)廢水和生活污水中的有機(jī)污染物［3-9］。

近年來(lái)，微波在處理環(huán)境污染物如染料、酚等有機(jī)污染物中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。微波本身降解效果不理想，與紫外光等其他物理場(chǎng)協(xié)同作用時(shí)效果較好［10］。Yang等［11］用微波、紫外光協(xié)同效應(yīng)降解五氯酚廢水，以雙氧水為催化劑，降解效果較好，雙氧水產(chǎn)生的羥基增強(qiáng)了微波、紫外光的協(xié)同降解效能。郭雅靜等［12］用微波-紫外輻射降解苯酚，機(jī)理研究表明，苯酚降解時(shí)苯環(huán)生成苯氧類及苯醌類，后開(kāi)環(huán)形成小羧酸分子，最終降解為二氧化碳和水，降解率可達(dá)到65%左右。此外，微波是一種先進(jìn)的體相加熱手段，被廣泛用于材料制備。在微波爐中微波以2 450 MHz的振蕩頻率穿透物質(zhì)，微波爐內(nèi)的極性分子，如水、有機(jī)污染物等以每秒24.5億次的速度快速振蕩，并且分子極性越大，振蕩的幅度越大，升溫速度越快。

離子液體的表面張力小，可以均勻成核，形成的顆粒比表面積大，作為一種新型溶劑在納米材料的制備中被廣泛采用。此外，有文獻(xiàn)報(bào)道，在離子液體中制備納米TiO2，由于離子液體的存在，可以抑制TiO2由銳鈦礦型向金紅石型的轉(zhuǎn)變，同時(shí)增大催化劑的比表面積和表面羥基含量［11-14］。

本課題組開(kāi)展了微波輔助離子液體介質(zhì)中金屬離子摻雜TiO2光催化劑的制備，以及微波強(qiáng)化光催化活性的研究，旨在進(jìn)一步提高TiO2催化劑的光催化活性［15-16］。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，金屬離子Cu2+摻雜能夠使TiO2催化劑的光催化性能得以提高［17］。本文進(jìn)一步研究微波輔助離子液體介質(zhì)中Cu2+摻雜TiO2光催化劑的制備，并考察在紫外光照降解條件下，微波輻射對(duì)其降解甲基橙的強(qiáng)化作用，以求進(jìn)一步改善金屬離子摻雜型TiO2催化劑的光催化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

硝酸銅、鈦酸丁酯、1-甲基咪唑、溴代正丁烷均為分析純。

XH-300UL電腦微波超聲波紫外光組合催化合成儀;XH-200A電腦微波固液相合成/萃取儀;NOVE2000-e型表面分析儀;XL30ESEM-TMP型掃描電子衍射顯微鏡;Ten Sor27型紅外光譜儀。

1.2 TiO2-Cu催化劑的制備

TiO2-Cu催化劑的制備過(guò)程為，在250 mL燒杯中加入17.5 mL乙醇、一定量離子液體、3.4 mL鈦酸丁酯，混合攪拌均勻，得混合液。將一定量的硝酸銅溶于二次蒸餾水中，逐滴加入上述混合液中攪拌1 h，得白色溶膠。抽濾、洗滌，得白色凝膠，微波干燥后進(jìn)行煅燒，即得不同條件下制備的TiO2-Cu催化劑，置于干燥器中備用。

1.3 光催化活性的測(cè)定

光催化降解反應(yīng)在電腦微波超聲波組合催化合成儀中進(jìn)行。每次實(shí)驗(yàn)向盛有50 mL 10 mg/L甲基橙溶液的250 mL燒杯中加入50 mg TiO2-Cu催化劑，放入催化合成儀中，恒溫(25℃)條件下，分別在微波(500 W)、250 W高壓汞燈(波長(zhǎng)為365 nm)和微波(500 W)-高壓汞燈(250 W)(分別簡(jiǎn)寫為MW、UV和MW-UV)3種條件下作用2 h(反應(yīng)器距紫外光源15 cm)。反應(yīng)完成后取5 mL降解液轉(zhuǎn)入潔凈離心管中，放入離心機(jī)以4 000 r/min兩次離心，離心時(shí)間為20 min。取上層清液用可見(jiàn)分光光度計(jì)于最大吸收波長(zhǎng)(464 nm)處測(cè)定吸光度A，計(jì)算降解率η=(A0－A)/A0×100%(其中A0為甲基橙降解前的吸光度，A為甲基橙降解后的吸光度)。

催化劑的可見(jiàn)光光催化測(cè)試:將甲基橙溶液放入燒杯中，加入一定量的光催化劑后，將其置于昆明市呈貢區(qū)云南師范大學(xué)校園內(nèi)的合適地方，在中午12:00至下午4:00時(shí)間段的太陽(yáng)光下照射后，參照以上分析步驟計(jì)算甲基橙降解率。

空白實(shí)驗(yàn)表明，在沒(méi)有催化劑只有光照的情況下，甲基橙溶液的濃度不變;在有催化劑存在而無(wú)光照時(shí)，室溫下放置相同時(shí)間后，甲基橙溶液的濃度也無(wú)明顯變化。考察催化劑樣品重復(fù)使用次數(shù)時(shí)，把靜置1 d的降解液除去上層清液后，首先將樣品進(jìn)行烘干，然后在一定溫度下進(jìn)行煅燒處理，以除去催化劑表面吸附的雜質(zhì)后，再重復(fù)前面的降解步驟。

2 結(jié)果與討論

2.1 離子液體用量對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

離子液體用量對(duì)催化劑的光催化活性影響見(jiàn)圖1。

圖1 離子液體加入量對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.1 The influence of volume of the ionic liquids on TiO2-Cu photo-catalytic activity

由圖1可知，隨著離子液體加入量的增加，甲基橙的降解率先迅速升高后略有下降。當(dāng)離子液體加入量為5.6 mL時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值，在MW、UV、MW-UV 3種條件下，甲基橙降解率分別為3.78%，92.98%，98.39%，并且 3 種降解條件下的降解率始終是MW-UV＞UV＞MW，這說(shuō)明在用紫外光照降解甲基橙時(shí)，微波輻射具有強(qiáng)化TiO2-Cu催化降解甲基橙的作用;當(dāng)離子液體加入量大于5.6 mL時(shí)，由于離子液體用量的增多，使催化劑表面的羥基更易于形成氫鍵，致使TiO2-Cu光催化活性反而下降。因此，離子液體最佳加入量為5.6 mL。

離子液體用量分別為 2.8，5.6，7.0 mL 條件下制得的TiO2-Cu催化劑IR圖，見(jiàn)圖2。

圖2 不同離子液體用量制備TiO2-Cu紅外譜圖Fig.2 IR spectrum of TiO2-Cu at different ionic liquid dosageA.2.8 mL;B.5.6 mL;C.7.0 mL

由圖 2可知，3條曲線在 3 421.6 cm－1和1 631.7 cm－1均有分別屬于羥基的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)吸收峰，且峰面積從上到下先增大后減小。由于催化劑中羥基的數(shù)目增加，致使TiO2-Cu的光催化活性得以提高;但當(dāng)離子液體量達(dá)到7.0 mL時(shí)，曲線C出現(xiàn)了氫鍵特征吸收峰，這表明催化劑中羥基的數(shù)目減少，導(dǎo)致催化劑光催化活性降低。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，羥基是活性物種，可以引起物質(zhì)的氧化反應(yīng)，是主要氧化劑之一。催化劑中羥基數(shù)目的增多，紫外光照時(shí)易形成活性羥基，其催化活性就較高;在紫外光照射條件下，若同時(shí)再施以微波輻射作用，則微波電磁場(chǎng)的作用會(huì)使反應(yīng)體系溫度快速升高(催化降解反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，為吸熱反應(yīng))，從而加快了光催化反應(yīng)的進(jìn)行，必然會(huì)產(chǎn)生更多的中間體;另一方面，中間體在微波場(chǎng)的作用下，發(fā)生高速振動(dòng)，導(dǎo)致中間體的鍵斷裂，形成小分子，促進(jìn)了自由基反應(yīng)的進(jìn)行，從而使催化劑的光催化活性得以提高。

2.2 微波干燥功率對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

圖3為微波干燥功率對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響。

圖3 微波干燥功率對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.3 The influence of microwave drying power on TiO2-Cu photo-catalytic activity

由圖3可知，隨著微波干燥功率的增加，甲基橙的降解率先迅速增加后略有下降，當(dāng)微波干燥功率為210 W時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值。微波干燥主要是除去凝膠中的水分，水分子是極性分子，微波作用時(shí)極性分子的劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生相互碰撞，摩擦生熱，使液態(tài)水迅速升溫氣化而達(dá)到干燥的目的。微波是體加熱，使催化劑內(nèi)部和外部可以均勻受熱，此功率下催化劑可以有效干燥，去除自由移動(dòng)的水分，利于研磨，使所得到的催化劑的粒徑比較均勻，團(tuán)聚較少，催化劑的比表面積增大，進(jìn)而促進(jìn)催化劑與甲基橙溶液充分接觸，提高了催化劑對(duì)甲基橙的降解率。但微波功率過(guò)大時(shí)，催化劑表面自由移動(dòng)的水分出去后，結(jié)合水及表面的羥基會(huì)繼續(xù)失水，造成催化劑表面的羥基數(shù)目減少，活性位點(diǎn)降低，致使催化劑的光催化活性下降［15-16］。因此，最佳微波干燥功率為210 W。

2.3 微波干燥時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

圖4為微波干燥時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響。

圖4 微波干燥時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.4 The influence of microwave drying time on TiO2-Cu photo-catalytic activity

由圖4可知，隨著干燥時(shí)間增加，甲基橙的降解率先增加后下降，當(dāng)微波干燥時(shí)間為20 min時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值。微波干燥時(shí)間較短時(shí)，凝膠中的水分不能充分汽化，研磨就不能充分進(jìn)行，粒子團(tuán)聚現(xiàn)象就嚴(yán)重，導(dǎo)致所制得的催化劑在紫外光照時(shí)形成的電子-空穴對(duì)易堆積發(fā)生復(fù)合;但微波干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，水分完全汽化，凝膠表面的Ti─OH鍵會(huì)發(fā)生斷裂，致使分子脫水，制得的催化劑表面的Ti─OH鍵數(shù)目減少，紫外光照射時(shí)，Ti─OH鍵斷裂形成的活性羥基數(shù)目少，微波輻射時(shí)活性位點(diǎn)減小，從而導(dǎo)致催化劑的光催化活性降低。因此，最佳微波干燥時(shí)間為20 min。

2.4 煅燒溫度對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

圖5為煅燒溫度對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響。

圖5 煅燒溫度對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.5 The influence of calcined temperature on TiO2-Cu photo-catalytic activity

由圖5可知，煅燒溫度對(duì)催化劑活性的影響較大，隨著煅燒溫度升高，甲基橙的降解率先增大后減小，當(dāng)煅燒溫度為500℃時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值，在MW、UV、MW/UV 3種條件下，甲基橙降解率分別為 3.78%，92.98%，98.39%，并且 3 種降解條件下的降解率始終是MW/UV＞UV＞MW，這進(jìn)一步說(shuō)明在用紫外光照降解甲基橙時(shí)，微波輻射具有強(qiáng)化TiO2-Cu催化降解甲基橙的作用。分析其原因?yàn)?當(dāng)煅燒溫度恰當(dāng)時(shí)，催化劑中TiO2主要以銳鈦礦型存在(2θ:25.459，37.900，48.141，54.117，55.104，62.918，68.842，70.405，75.195 與標(biāo)準(zhǔn)比色卡84-1286銳鈦礦型二氧化鈦特征衍射角一致)，銳鈦礦型TiO2表面有更多的羥基與鈦元素相連，經(jīng)紫外光照射時(shí)，銳鈦礦型催化劑可以吸收紫外光子的能量發(fā)生電子的躍遷，產(chǎn)生電子-空穴對(duì);再加上微波輻射作用時(shí)，可以使催化劑表面的羥基迅速受熱，生成游離基團(tuán)，同時(shí)微波可以抑制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，催化劑表面溫度升高，羥基和空穴成為活性位點(diǎn)，使有機(jī)污染物被氧化，生成小分子的化合物［11-12，14-16］。因此，最佳煅燒溫度為 500 ℃。

圖6為煅燒溫度分別為 475，500，550℃時(shí)TiO2-Cu催化劑的紅外譜圖。

圖6 不同煅燒溫度下TiO2-Cu紅外譜圖Fig.6 IR spectrum of TiO2-Cu at different calcined temperatureA.475 ℃;B.500 ℃;C.550 ℃

由圖6可知，3個(gè)溫度條件下，羥基的伸縮振動(dòng)特征吸收峰分別出現(xiàn)在 3 421.6，3 421.6，3 419.7 cm－1處(1 350.1 cm－1處的吸收峰屬于Ti─OH的特征吸收峰)，而Ti─O─Ti鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰分別出現(xiàn)在634.6，646.1，592.1 cm－1處，這表明溫度低于500℃時(shí)，溫度升高，羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰沒(méi)有發(fā)生變化，Ti─O─Ti鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰向高波數(shù)方向移動(dòng)，催化活性增強(qiáng);溫度高于500℃時(shí)，隨著溫度升高，羥基和Ti─O─Ti鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰均向低波數(shù)方向移動(dòng)，催化活性隨之下降。

2.5 煅燒時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

圖7為煅燒時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響。

由圖7可知，隨著煅燒時(shí)間的增長(zhǎng)，甲基橙的降解率先增加后降低，當(dāng)煅燒時(shí)間為2 h時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值，在MW、UV、MW/UV 3種條件下，甲基橙降解率分別為 3.78%，92.98%，98.39%，并且3種降解條件下的降解率始終是MW/UV＞UV＞MW，這同樣說(shuō)明在用紫外光照降解甲基橙時(shí)，微波輻射具有強(qiáng)化TiO2-Cu催化降解甲基橙的作用。當(dāng)煅燒時(shí)間為2 h時(shí)，催化劑顆粒沒(méi)有出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，其擁有較高的比表面積，可以與溶液充分接觸，致使催化劑具有較高的光催化活性;而煅燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，催化劑顆粒出現(xiàn)過(guò)度燒結(jié)現(xiàn)象，晶型被破壞，表面的羥基也會(huì)發(fā)生變化，使晶面的催化活性位點(diǎn)減少，甚至消失，導(dǎo)致其光催化活性降低。因此，最佳煅燒時(shí)間為2 h。

圖7 煅燒時(shí)間對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.7 The influence of calcined time on TiO2-Cu photo-catalytic activity

2.6 銅摻雜量對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

圖8為銅摻雜量TiO2-Cu光催化活性的影響。

圖8 銅摻雜量對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響Fig.8 The influence of n(Cu)/n(Ti)mole ratio on TiO2-Cu photo-catalytic activity

由圖8可知，隨著銅摻雜量的增多，甲基橙的降解率先升高后下降，在銅摻雜量為n(Cu)/n(Ti)=0.025時(shí)，甲基橙的降解率達(dá)到極大值，在MW、UV、MW/UV 3種條件下，甲基橙降解率分別為3.78%，92.98%，98.39%，并且3種降解條件下的降解率始終是MW/UV＞UV＞MW。其原因可能是銅摻雜量較低時(shí)，銅元素?fù)饺氲絋iO2晶格的間隙位，Cu2+的價(jià)電子排布為d9，易得電子，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故成為電子的接受體，延長(zhǎng)了TiO2中電子-空穴的復(fù)合時(shí)間，使其光催化活性提高。

不同銅摻雜量條件下制備的TiO2-Cu催化劑的紅外光譜，見(jiàn)圖9。

圖9 不同銅摻雜量條件下制備TiO2-Cu的IR譜圖Fig.9 IR spectrum of TiO2-Cu at different Cu/Ti molar ratioA.n(Cu)/n(Ti)=0;B.n(Cu)/n(Ti)=0.010;C.n(Cu)/n(Ti)=0.025

由圖9可知，銅摻雜量n(Cu)/n(Ti)分別為0，0.010，0.025 條件下，羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰依次出現(xiàn)在 3 419.7，3 421，3 421 cm－1處，這表明銅摻雜后，羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰向高波數(shù)方向移動(dòng)，羥基的能量提高，催化劑的光催化活性增強(qiáng)。由于Cu2+具有較強(qiáng)的溶劑化作用，易于羥基的附著，紫外光照射時(shí)，在銅的表面可以累積更多的表面羥基，形成游離活潑羥基，羥基可以有效的吸收微波能，使局部溫度迅速升高，加快自由基反應(yīng)，甲基橙迅速被氧化為小分子二氧化碳和水。

不同銅摻雜量條件下制備的TiO2-Cu催化劑的XRD圖，見(jiàn)圖10。

圖10 不同銅摻雜量條件下制備TiO2-Cu的XRD圖Fig.10 XRD pattern of TiO2-Cu at different Cu/Ti molar ratioA.n(Cu)/n(Ti)=0;B.n(Cu)/n(Ti)=0.010;C.n(Cu)/n(Ti)=0.025

根據(jù)jade軟件分析，101晶面的粒徑分別為17.8，10.9，13.4 nm，與沒(méi)有摻雜的純 TiO2相比，銅摻雜后TiO2-Cu的粒徑減小。Cu2+與Ti4+離子半徑相近，Cu的3d電子數(shù)較多，更易于與O結(jié)合，替換TiO2晶格中的Ti，使晶格畸變，鍵長(zhǎng)和鍵角發(fā)生變化，從而造成TiO2-Cu粒徑變?。?8］;另外，晶格畸變使分子的極性增大，表面的氫鍵打開(kāi)，在微波輻射作用下，催化劑表面形成活性羥基，再加之紫外光照射時(shí)引發(fā)自由基反應(yīng)，有機(jī)物被礦化，最終形成無(wú)污染的小分子，使催化劑的光催化活性提高。

由圖10可知，與純TiO2相比，銅摻雜后TiO2-Cu催化劑部分晶面的不對(duì)稱性提高，極性增強(qiáng)，在微波輻射作用下，可以迅速啟動(dòng)極性基團(tuán)的定向振動(dòng)，使TiO2-Cu表面的水脫附下來(lái)，形成羥基，再加之紫外光照射時(shí)催化劑吸收光子的能量，造成電子的躍遷，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，致使有機(jī)物中的鍵斷裂，形成新的中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物在微波的作用下，也會(huì)急速振動(dòng)，體系溫度升高，有機(jī)污染物鍵被打開(kāi)，致使其被氧化成無(wú)污染的小分子，從而導(dǎo)致催化劑的光催化活性提高。

2.7 可見(jiàn)光對(duì)TiO2-Cu光催化活性的影響

在可見(jiàn)光照條件下，TiO2-Cu對(duì)甲基橙溶液的降解率見(jiàn)表1。

表1 太陽(yáng)光下TiO2-Cu對(duì)甲基橙的降解率Table 1 The degradation rate of methyl orange for TiO2-Cu in sun light

由表1可知，隨著可見(jiàn)光照射時(shí)間的延長(zhǎng)，甲基橙的降解率逐漸提高，照射4 h時(shí)，甲基橙幾乎達(dá)到完全降解，這表明銅摻雜TiO2-Cu催化劑具有良好的吸收可見(jiàn)光的性能，也說(shuō)明銅摻雜可以使銳鈦礦型TiO2的吸收帶紅移。彭金輝等［18］對(duì)銅、鐵、鎳元素?fù)诫s銳鈦礦型TiO2進(jìn)行了第一性原理計(jì)算，得出摻雜銳鈦礦相TiO2活性提高最顯著的金屬元素為銅，銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度為3.2 eV，銅元素?fù)饺腴g隙位、橋位、置換位，禁帶寬度分別為1.984，1.907，1.775 eV，銅比鐵、鎳更易取代 TiO2中的鈦原子，銅處于置換位時(shí)禁帶寬度最窄。

2.8 TiO2-Cu的SEM表征及比表面積分析

離子液體用量5.6 mL，硝酸銅與鈦酸丁酯的物質(zhì)的量比為0.025，微波干燥時(shí)間20 min，干燥功率210 W，煅燒溫度550℃，煅燒時(shí)間2 h條件下，制備TiO2-Cu催化劑的SEM，見(jiàn)圖11。

由圖11可知，TiO2-Cu催化劑的粒徑為納米級(jí)別，微粒近似球形，球形的比表面積較大，穩(wěn)定性較好，可以充分接觸甲基橙溶液，提高催化活性。

最佳條件下制備TiO2-Cu對(duì)氮?dú)獾奈矫摳?，?jiàn)圖12，BET法求得煅燒溫度為500℃時(shí)，催化劑的比表面積為 85.201 m2/g，孔容積為 0.162 9 cm3/g，平均孔徑為3.825 nm。圖13為TiO2-Cu催化劑的半孔寬與孔容積及導(dǎo)數(shù)關(guān)系圖，利用DFT方法分析求得催化劑的半孔寬為2.171 4 nm。

圖11 TiO2-Cu催化劑的SEM圖Fig.11 SEM spectrum of TiO2-Cu catalyst

圖13 TiO2-Cu催化劑的DFT曲線Fig.13 DFT analysis of TiO2-Cu catalyst

從以上分析數(shù)據(jù)可以看出，TiO2-Cu催化劑的比表面積較大，增加了與降解物的接觸面，導(dǎo)致催化活性提高。另外，催化劑還擁有較高的孔容積、平均孔徑和半孔寬，這為光生-電子空穴對(duì)和活性羥基從催化劑表面形成后向溶液中移動(dòng)提供了空間，同樣導(dǎo)致催化劑具有較高的光催化活性。

3 結(jié)論

(1)微波輔助離子液體中制備TiO2-Cu催化劑的最優(yōu)條件為:離子液體用量5.6 mL，硝酸銅與鈦酸丁酯的物質(zhì)的量之比為0.025，微波干燥時(shí)間20 min，干燥功率210 W，煅燒溫度500℃，煅燒時(shí)間2 h。

(2)TiO2-Cu催化劑在微波、紫外、微波-紫外3種降解條件下，甲基橙降解率分別為 3.78%，92.98%，98.39%。這表明在紫外光照條件下，微波輻射具有強(qiáng)化TiO2-Cu催化降解甲基橙的作用。

(3)TiO2-Cu催化劑具有粒徑均勻、比表面積、孔容積、平均孔徑和半孔寬都較大等特點(diǎn)，這也是TiO2-Cu催化劑擁有較高的光催化活性的主要原因。

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