納米TiO-,2--硅藻土復(fù)合材料的制備、表征及性能研究.pdf

1、納米TiO2在光催化降解有機(jī)物方面具有活性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐化學(xué)和光化學(xué)腐蝕以及無(wú)毒等特性，因而在污水處理及空氣凈化等方面有著重大的潛在應(yīng)用價(jià)值。然而，TiO2的禁帶寬度約3.2eV，只能吸收波長(zhǎng)小于388nm的紫外光，因此對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低。通過(guò)對(duì)納米TiO2的改性，如金屬和非金屬摻雜、染料光敏化等方法可以有效的拓寬其光譜響應(yīng)范圍，并抑制光生電子和空穴的復(fù)合，提高光催化效率。另外納米TiO2存在粒子小，易團(tuán)聚，難回收等缺點(diǎn)，將納米

2、TiO2固載于載體之上，既可解決上述缺點(diǎn)，又降低了其成本，有利于工業(yè)化生產(chǎn)及實(shí)際應(yīng)用。
　　 為此，本文采用常壓液相兩步水解法制備了混晶納米TiO2，功能類(lèi)似于金屬氧化物的摻雜耦合，拓寬了其光譜響應(yīng)范圍，提高了其光催化效果，并用乳液浸漬法和直接沉積法制備了納米TiO2-硅藻土復(fù)合材料，由于硅藻土的多孔結(jié)構(gòu)，既解決了由于一般固載后表面積的減少而使表面效應(yīng)降低的不利影響，又有利于對(duì)其回收重復(fù)利用。結(jié)構(gòu)表征證明，所制備的納米TiO2為

3、銳鈦礦與金紅石的混合晶型，晶型比例為A：R=2.7：1，粒徑為12nm，固載后，納米TiO2均勻分散于硅藻土表面及孔道周?chē)柙逋翆?duì)TiO2起到分散作用，阻止了顆粒的長(zhǎng)大，并由于其自身的多孔結(jié)構(gòu)補(bǔ)償了TiO2固載后由于表面積的減少而對(duì)污染物吸附的減少。EDS表明，乳液浸漬法制備的復(fù)合材料并不能使TiO2充分地固載于硅藻土上，并且TiO2主要固載于硅藻土表面形成包覆結(jié)構(gòu)，因此其光催化性能低于用直接沉積法制備的復(fù)合材料。IR光譜證明直接沉積

4、法制備的復(fù)合材料有部分TiO2與硅藻土之間形成了Ti-O-Si化學(xué)鍵，增強(qiáng)了復(fù)合材料的牢固性，并且有利于光生電子-空穴的分離，提高了其光催化性能。
　　 以太陽(yáng)光為光源，研究了納米TiO2-硅藻土復(fù)合材料光催化降解酸性大紅3R的性能，系統(tǒng)比較了制備過(guò)程中水量、固載量、溶液的pH值、染料濃度及重復(fù)利用等對(duì)其吸附及光催化性能的影響，提出納米TiO2對(duì)酸性大紅3R的降解發(fā)生在催化劑的表面，并通過(guò)先吸附后降解的兩步反應(yīng)過(guò)程，提出其光催化