本發(fā)明涉及二氧化鈦粒子的表面改性和鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化劑及其制備技術(shù)。技術(shù)背景近年來(lái)，全球正面臨著能源短缺、環(huán)境惡化和氣候變暖等問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。光催化具有光分解水制氫、光降解有機(jī)污染物和光還原二氧化碳等功能，因此在解決能源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題和溫室氣體處理方面有重要的應(yīng)用前景。TiO2以其具有的穩(wěn)定性、無(wú)毒性和廉價(jià)性等優(yōu)點(diǎn)，曾一度被認(rèn)為是最有前途的光催化材料。然而，由于量子產(chǎn)率低，光生電子和空穴容易復(fù)合，大大限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。許多研究工作者通過(guò)陰陽(yáng)離子摻雜、貴金屬沉積、半導(dǎo)體耦合、量子點(diǎn)敏化等方法來(lái)對(duì)TiO2進(jìn)行改性研究，以增強(qiáng)其光催化活性。在上述方法中，發(fā)展高效、廉價(jià)的助催化材料并對(duì)TiO2進(jìn)行表面修飾被認(rèn)為是在實(shí)際應(yīng)用中最具應(yīng)用潛力的方法之一。根據(jù)助催化材料的不同功能，助催化劑可分為電子轉(zhuǎn)移助劑和空穴轉(zhuǎn)移助劑。例如，最近的研究結(jié)果表明：廉價(jià)的過(guò)渡金屬離子如Fe(III)和Cu(II)等可作為光催化劑的電子轉(zhuǎn)移助劑，可有效提高TiO2光催化材料中光生電子的轉(zhuǎn)移速率，從而提高光催化性能。另一方面，一些廉價(jià)的陰離子如F離子、磷酸根離子等能作為光催化劑的空穴轉(zhuǎn)移助劑，可有效地提高TiO2光催化材料中光生空穴的轉(zhuǎn)移速率，從而提高光催化性能。眾所周知，光催化過(guò)程中的總反應(yīng)效率(或光催化材料的性能)是由氧化和還原兩個(gè)半反應(yīng)速率共同決定的，而當(dāng)前對(duì)TiO2光催化材料進(jìn)行單助劑修飾只能單方面加快空穴轉(zhuǎn)移或電子轉(zhuǎn)移速率，所以也只能有限地提高TiO2光催化材料的光催化性能。因此，如何把廉價(jià)的電子助劑和空穴助劑通過(guò)一種簡(jiǎn)單的方式同時(shí)修飾于TiO2光催化材料表面，從而進(jìn)一步提高TiO2光催化材料的光催化性能，對(duì)于發(fā)展高效光催化材料具有重要意義。但據(jù)我們所知，目前還沒(méi)有關(guān)于利用廉價(jià)的過(guò)渡金屬元素Fe(III)和F-作為雙助催化劑同時(shí)對(duì)TiO2光催化材料進(jìn)行表面修飾，以提高TiO2類光催化劑的光穩(wěn)定性和光催化活性的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種簡(jiǎn)單有效的高效鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化材料的制備方法，通過(guò)Fe(III)和F-離子的表面改性，所制備的鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化材料具有更高的光穩(wěn)定性和光催化活性。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：高效鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)將硝酸鐵溶于去離子水中形成均勻溶液，其中硝酸鐵濃度為0.0001-0.05mol/L，硝酸鐵溶液的pH值為0.5-6；2)將0.5gTiO2粉末均勻分散到步驟1)配置的5mL硝酸鐵溶液中，在攪拌下于恒溫水浴中反應(yīng)，所得沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥，得到鐵修飾二氧化鈦光催化劑；3)將氟化氨溶于去離子水中形成均勻溶液，其中氟化氨濃度為0.0005-0.1mol/L，氟化氨溶液的pH值為0.5-6；4)將步驟2)得到的0.5g鐵修飾二氧化鈦光催化劑粉末均勻分散到步驟3)配置的5mL氟化氨溶液中，在攪拌下于恒溫水浴反應(yīng)，所得沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥，即得到高效鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化材料。按上述方案，步驟1)所述的硝酸鐵濃度為0.001-0.01mol/L，所述的硝酸鐵溶液的pH值為2-4。按上述方案，步驟3)所述的氟化氨濃度為0.001-0.05mol/L，所述的氟化氨溶液的pH為2-4。按上述方案，步驟2)和步驟4)恒溫水浴溫度為30-100℃，反應(yīng)時(shí)間0.5-6h。按上述方案，步驟2)和步驟4)恒溫水浴溫度為30-80℃，反應(yīng)時(shí)間2-3h。本發(fā)明提出通過(guò)離子浸漬法首先在TiO2粒子表面均勻修飾Fe(III)，然后再利用F-修飾Fe(III)/TiO2，從而制備高效穩(wěn)定的Fe(III)/F-TiO2光催化劑。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出通過(guò)簡(jiǎn)單、易于操作的離子浸漬法分別在TiO2粒子表面均勻修飾Fe(III)和F-，所制備的Fe(III)和F-雙助劑共修飾TiO2光催化劑由于光生電子與空穴的有效分離而表現(xiàn)出對(duì)有機(jī)污染物高效的降解性能；該合成方法操作十分簡(jiǎn)單，無(wú)需加入各種有機(jī)表面活性劑、添加劑等；同時(shí)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程僅需燒杯等普通的玻璃儀器，設(shè)備要求低，無(wú)需昂貴的各種加工合成設(shè)備和高溫高壓等反應(yīng)裝置，具有易于大批量合成等優(yōu)點(diǎn)；制備的光催化材料具有高的可見(jiàn)光光催化性能，有望產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。附圖說(shuō)明圖1為各種光催化劑的光催化機(jī)理圖：(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2；圖2為實(shí)施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的FESEM圖；圖3為實(shí)施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的XRD圖譜；圖4為實(shí)施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的XPS圖譜；圖5為實(shí)施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的UV-vis圖譜；圖6為實(shí)施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)k；圖7為實(shí)施例1中Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)苯酚多次降解的速率常數(shù)k。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但是此說(shuō)明不會(huì)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1：Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程如下：1)將硝酸鐵溶于去離子水中形成均勻溶液，其中硝酸鐵濃度為0.01mol/L，硝酸鐵溶液的pH值為2；2)將0.5gTiO2粉末均勻分散到步驟1)配置的5mL硝酸鐵溶液中，于60℃恒溫水浴下攪拌反應(yīng)2h，所得沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥，得到鐵修飾二氧化鈦光催化劑；3)將氟化氨溶于去離子水中形成均勻溶液，其中氟化氨濃度為0.0125mol/L，氟化氨溶液的pH值為2；4)將步驟2)得到的0.5g鐵修飾二氧化鈦光催化劑粉末均勻分散到步驟3)配置的5mL氟化氨溶液中，于60℃恒溫水浴下攪拌反應(yīng)2h，所得沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥，即得到高效鐵氟雙助劑共修飾二氧化鈦光催化材料。通過(guò)Fe(III)和F-離子表面改性來(lái)增強(qiáng)TiO2光催化劑光催化活性的基本原理(見(jiàn)圖1)是：(1)當(dāng)TiO2吸收光子后，在TiO2顆粒內(nèi)部產(chǎn)生光生電子和光生空穴，光生電子遷移到顆粒表面與吸附在TiO2表面的O2發(fā)生還原反應(yīng)，而光生空穴遷移到顆粒表面與吸附在TiO2表面的H2O發(fā)生氧化反應(yīng)，如圖1a所示；(2)當(dāng)TiO2表面經(jīng)F-改性后，F(xiàn)-離子作為空穴助劑，加快光生空穴的轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生更多的羥基自由基，提高TiO2的光催化性能，如圖1b所示；(3)當(dāng)TiO2表面經(jīng)Fe(III)改性后，光生電子首先遷移到顆粒表面與Fe(III)結(jié)合形成Fe(II)，F(xiàn)e(II)上的電子再與空氣中的氧氣反應(yīng)，使Fe(II)恢復(fù)到Fe(III)，正是因?yàn)楣馍娮觾?yōu)先轉(zhuǎn)移到Fe(III)上，使TiO2上的電子－空穴對(duì)得到有效分離，因而使Fe(III)/TiO2光催化劑具有更高的光催化活性，如圖1c所示；(4)當(dāng)TiO2表面同時(shí)被F-和Fe(III)改性后，F(xiàn)-作為空穴助劑，加快光生空穴的傳輸，而Fe(III)作為電子助劑，使光生電子優(yōu)先轉(zhuǎn)移到Fe(III)上，這樣可以同時(shí)分離光生電子和光生空穴，使TiO2上的電子－空穴對(duì)得到更有效分離，因而使Fe(III)/F-TiO2光催化劑具有更高的光催化活性，如圖1d所示。光催化劑的微結(jié)構(gòu)表征方法：用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)觀察形貌和顆粒大?。挥肵射線衍射(XRD)光譜分析結(jié)晶情況；在Mg靶Kα為X-射線源的光電子能譜儀(KRATOAXSAM800XPS)得到X射線光電子能譜圖，從而確定元素的組成及價(jià)態(tài)；用紫外可見(jiàn)光譜儀(UV-2550)測(cè)定樣品的紫外可見(jiàn)光漫反射吸收譜。圖2分別為(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的FESEM圖。從圖2a中可以看出，TiO2粒子的大小為20-60nm；經(jīng)單獨(dú)的F-離子(圖2b)或Fe(III)離子修飾(圖2c)，和Fe(III)和F-離子共同表面修飾后(圖2d)，相應(yīng)光催化劑粒子的大小并沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明Fe(III)和F-離子的修飾過(guò)程并不會(huì)引起TiO2粒子的明顯變化。圖3分別為(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的XRD圖譜。從圖3中可以看出，經(jīng)單獨(dú)的F-離子(圖3b)或Fe(III)離子修飾(圖3c)，和Fe(III)和F-離子共同表面修飾后(圖3d)，相應(yīng)的TiO2光催化劑XRD的特征衍射峰并沒(méi)有多大的改變，說(shuō)明F-和Fe(III)表面修飾并不影響TiO2的晶相和晶化程度；同時(shí)，由于F-和Fe(III)離子含量很少，在XRD圖上不能顯示出相應(yīng)的衍射峰。圖4分別為(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的XPS譜圖。相比于純TiO2樣品，F(xiàn)e(III)/TiO2和Fe(III)/F-TiO2光催化劑的XPS譜圖在707和722eV左右明顯顯示出Fe(III)的光電子峰，說(shuō)明Fe(III)已成功負(fù)載到相應(yīng)的光催化劑表面；另一方面，F(xiàn)-TiO2和Fe(III)/F-TiO2光催化劑在683.9eV左右明顯顯示出F的光電子峰，說(shuō)明F-已成功負(fù)載到相應(yīng)的光催化劑表面。圖5分別為(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的UV-vis譜圖。純TiO2樣品只在300-400nm的紫外光范圍有吸收；相對(duì)于TiO2，F(xiàn)-TiO2光催化劑的光吸收發(fā)生了少量紅移，而Fe(III)/TiO2光催化劑在400-500nm附近出現(xiàn)了一個(gè)吸收肩峰；Fe(III)/F-TiO2光催化劑則結(jié)合了F-TiO2和Fe(III)/TiO2光催化劑的吸收特性，表現(xiàn)出最強(qiáng)的光吸收(見(jiàn)圖5d)。Fe(III)/F-TiO2光催化劑的光催化活性是通過(guò)光催化降解甲基橙和苯酚溶液進(jìn)行表征的。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：將0.05g光催化劑分散在裝有10mL甲基橙(20mg/L)或10mL苯酚溶液(10mg/L)的培養(yǎng)皿中(直徑為5cm)。光源為4W，365-nm的紫外光燈(ShenzhenLAMPLICScience公司)，每隔3min光照時(shí)間，反應(yīng)溶液先進(jìn)行過(guò)濾分離，然后測(cè)量反應(yīng)溶液中的有機(jī)物濃度。降解液中的有機(jī)物濃度由紫外可見(jiàn)吸收光譜測(cè)定(UV-1240,SHIMADZU,Japan)。由于低濃度的甲基橙溶液和苯酚在光催化降解過(guò)程中符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：lnc0/c＝kt，其中c0和c分別是光催化反應(yīng)前和反應(yīng)一定時(shí)間t時(shí)有機(jī)物的濃度，而k為降解速率常數(shù)。因此，可用降解速率常數(shù)k來(lái)評(píng)價(jià)光催化材料的光催化性能。圖6分別為(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙光催化降解的速率常數(shù)圖。從圖中可以看出，TiO2對(duì)甲基橙表現(xiàn)出較高的光催化降解速率，其k為0.09min-1；當(dāng)TiO2表面用F-或Fe(III)離子修飾后，所對(duì)應(yīng)的F-TiO2和Fe(III)/TiO2光催化劑的光催化性能得到了提高，對(duì)應(yīng)的k值分別為0.12min-1和0.14min-1。但是一旦TiO2表面用Fe(III)和F-離子先后修飾后，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑的光催化性能得到明顯的提高，其k為0.24min-1。其主要原因是Fe(III)可作為T(mén)iO2光催化劑的有效電子助劑，F(xiàn)-可作為T(mén)iO2光催化劑的有效空穴助劑，共同促進(jìn)了光生電子與空穴的有效分離。為了證明Fe(III)/F-TiO2光催化劑的光穩(wěn)定性，我們對(duì)光催化劑進(jìn)行了多次次循環(huán)降解苯酚實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖7所示。從圖中可以看出，經(jīng)5次光催化循環(huán)反應(yīng)后，光催化劑降解苯酚的能力并沒(méi)有降低，說(shuō)明經(jīng)Fe(III)和F-共修飾后的TiO2具有高的光穩(wěn)定性。實(shí)施例2：為了檢驗(yàn)硝酸鐵濃度對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除硝酸鐵濃度不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)硝酸鐵濃度為0.0001、0.001、0.005、0.01和0.05mol/L時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.12、0.20、0.24、0.22和0.19min-1。主要原因是，當(dāng)硝酸鐵濃度過(guò)低(0.0001mol/L)時(shí)，由于Fe(III)助劑在TiO2粒子表面修飾太少，導(dǎo)致了Fe(III)/F-TiO2光催化劑低的光催化性能；當(dāng)硝酸鐵濃度為0.001-0.01mol/L時(shí)，由于Fe(III)能夠很好地修飾在TiO2光催化劑表面，導(dǎo)致了明顯增強(qiáng)的光催化性能；而當(dāng)硝酸鐵濃度大于0.05mol/L時(shí)，由于過(guò)多Fe(III)負(fù)載于TiO2表面反而成為空穴-電子對(duì)的復(fù)合中心，又導(dǎo)致Fe(III)/F-TiO2光催化劑的光催化性能下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳的硝酸鐵濃度為0.001-0.01mol/L。實(shí)施例3：為了檢驗(yàn)硝酸鐵溶液pH對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除硝酸鐵溶液pH值不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)硝酸鐵溶液pH值為0.5、2、4和6時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.12、0.24、0.21和0.13min-1。主要原因是，當(dāng)硝酸鐵溶液pH值為0.5時(shí)，由于酸性太強(qiáng)，F(xiàn)e(III)難修飾于TiO2表面，因而其光催化性能沒(méi)有得到提高；當(dāng)硝酸鐵溶液pH值為2-4時(shí)，F(xiàn)e(III)能很好地修飾于TiO2表面，從而表現(xiàn)出高的光催化性能；當(dāng)硝酸鐵溶液pH值為6時(shí)，由于Fe(III)易于形成Fe(OH)3，不易于負(fù)載于TiO2表面，因而表面出低的光催化活性。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳硝酸鐵溶液pH值為2-4。實(shí)施例4：為了檢驗(yàn)硝酸鐵溶液的水浴溫度對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除硝酸鐵溶液的水浴溫度不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)硝酸鐵溶液的水浴溫度為30、60、80和100℃時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.20、0.24、0.21和0.08min-1。主要原因是，當(dāng)水浴溫度為30-80℃時(shí)，F(xiàn)e(III)能夠很好地修飾在TiO2光催化劑表面，從而導(dǎo)致了高的光催化性能；而較高的溫度(100℃)易使硝酸鐵溶液水解形成Fe(OH)3膠體，不利于Fe(III)修飾在TiO2光催化劑表面，從而導(dǎo)致了光催化性能的降低。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳硝酸鐵溶液的水浴溫度為30-80℃。實(shí)施例5：為了檢驗(yàn)硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間為0.5、2、3和6h時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.16、0.24、0.24和0.23min-1。主要原因是，當(dāng)水浴反應(yīng)時(shí)間為0.5h時(shí)，F(xiàn)e(III)離子不能完全修飾到TiO2光催化劑的表面，從而導(dǎo)致低的光催化性能；而當(dāng)水浴反應(yīng)時(shí)間為6h時(shí)，因?yàn)镕e(III)離子早已經(jīng)在TiO2光催化劑表面進(jìn)行充分修飾，所以所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑與水浴反應(yīng)時(shí)間為2-3h的樣品性能相當(dāng)。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，從節(jié)約能源角度，最佳硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間為2-3h。實(shí)施例6：為了檢驗(yàn)氟化氨濃度對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除氟化氨濃度不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)氟化氨濃度為0.0005、0.001、0.013、0.05和0.1mol/L時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.14、0.22、0.24、0.23和0.17min-1。主要原因是：當(dāng)氟化氨濃度很低時(shí)(0.0005mol/L)，由于F離子在Fe(III)/TiO2光催化劑表面修飾太少，從而導(dǎo)致了低的光催化性能；當(dāng)氟化氨濃度為0.001-0.05mol/L時(shí)，由于F離子能夠很好地修飾在Fe(III)/TiO2光催化劑表面，從而導(dǎo)致了明顯增強(qiáng)的光催化性能；而氟化氨濃度為0.1mol/L時(shí)，修飾在Fe(III)/TiO2光催化劑表面的過(guò)多F離子反而成為空穴-電子對(duì)的復(fù)合中心，從而又導(dǎo)致了光催化性能下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳氟化氨濃度為0.001-0.05mol/L。實(shí)施例7：為了檢驗(yàn)氟化氨溶液pH值對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除氟化氨溶液pH值不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)氟化氨溶液pH值為0.5、2、4和6時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.13、0.24、0.22和0.16min-1。主要原因是，當(dāng)氟化氨溶液pH值為0.5時(shí)，之前修飾的Fe(III)離子容易從Fe(III)/TiO2光催化劑表面脫落，從而導(dǎo)致了光催化性能的下降；而當(dāng)pH值為6時(shí)，F(xiàn)離子則難以修飾在Fe(III)/TiO2光催化劑表面，從而也導(dǎo)致了光催化性能的下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳的氟化氨溶液pH值為2-4。實(shí)施例8：為了檢驗(yàn)氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑光催化性能的影響，除氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度為30、60、80和100℃時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.19、0.24、0.22和0.14min-1。主要原因是，當(dāng)氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度為30-80℃時(shí)，F(xiàn)離子能夠很好地與Fe(III)/TiO2粉末結(jié)合形成Fe(III)/F-TiO2光催化劑；而較高的水浴反應(yīng)溫度(100℃)易使反應(yīng)體系中的HF揮發(fā)，不利于F離子在Fe(III)/TiO2光催化劑表面的修飾。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，最佳氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度為30-80℃。實(shí)施例9：為了檢驗(yàn)氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間對(duì)Fe(III)/F-TiO2光催化劑的影響，除氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間不同以外，其他反應(yīng)條件如硝酸鐵濃度(0.01mol/L)、硝酸鐵溶液pH(pH＝2)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)溫度(60℃)、硝酸鐵溶液的水浴反應(yīng)時(shí)間(2h)、氟化氨濃度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反應(yīng)溫度(60℃)等均與實(shí)施例1相同。結(jié)果表明：當(dāng)氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間為0.5、2、3和6h時(shí)，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑對(duì)甲基橙的降解速率常數(shù)分別為0.15、0.24、0.23和0.23min-1。主要原因是，當(dāng)水浴時(shí)間為0.5h時(shí)，F(xiàn)離子不能完全修飾到Fe(III)/TiO2光催化劑的表面，從而導(dǎo)致其低的光催化性能；當(dāng)水浴時(shí)間為6h時(shí)，由于F離子在Fe(III)/TiO2光催化劑表面的修飾早已完成，所以所得的Fe(III)/F-TiO2光催化劑與水浴時(shí)間為2-3h的樣品性能相當(dāng)。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化劑的制備過(guò)程中，從節(jié)約能源角度，最佳氟化氨溶液水浴反應(yīng)時(shí)間為2-3h。