埃洛石納米管負載金屬氧化物及其催化性能的研究.pdf

1、摘要埃洛石納米管(HNTs)是一種天然鋁硅酸鹽的中空管狀納米管，價格低廉，具有一定的長徑比、天然納米空間及內(nèi)腔負載容積大等特點，適合作為納米反應(yīng)器，同時其比較大的外表面積和硅鋁骨架結(jié)構(gòu)，適合作為催化劑載體。本文以HNTs結(jié)構(gòu)特征為研究對象，采用滴加灌裝法在HNTs管腔內(nèi)分別負載納米氧化銅和氮摻雜納米氧化鋅顆粒，制得納米氧化銅負載型催化劑(CuO用附Ts)和氮摻雜納米氧化鋅負載型催化劑(NdopedZnO／HNTs)；采用反應(yīng)釜氣相沉積法

2、在HNTs表面負載納米二氧化鈦顆粒，制備HNTs負載型納米催化劑，分別研究了它們的催化性能。采用XRD、FIIR、TGA、SEM、TEM、BET等表征手段研究了HNTs的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，結(jié)果表明本課題采用的國產(chǎn)HNTs的長度約為200500nm，外徑約為5070nm，內(nèi)徑約為1525nm，比表面積為338m2／g。經(jīng)800oC煅燒3h后，HNTs的管狀結(jié)構(gòu)依然能保持完好，表明HNTs具有很好的熱穩(wěn)定性。在100。C下，經(jīng)pH=l或13的

3、溶液水熱浸泡處理后，HNTs的管狀結(jié)構(gòu)依然完好，說明HNTs具有良好的耐酸堿性。以HNTs的中空管狀結(jié)構(gòu)為模板，采用滴加灌裝法分別制得納米氧化銅負載型催化劑(CuO／HNTs)和氮摻雜納米氧化鋅負載型催化劑(NdopedZnO／HNTs)。運用XRD、FTIR、Uvvis、SEM、TEM、EDX等表征手段對CuO／HNTs、NdopedZnO／HNTs進行了分析表征，結(jié)果表明，納米氧化銅、納米氧化鋅顆粒成功負載到了HNTs管腔內(nèi)，且Zn

4、O中氮元素的原子摩爾百分含量為12％。研究了CuO／HNTs在環(huán)己烯環(huán)氧化為2環(huán)己烯酮反應(yīng)中的催化性能，結(jié)果表明，CuO／HNTs的轉(zhuǎn)化率大于99％，選擇性可達98％。研究了NdopedZnO／HNTs在模擬太陽光下，光催化降解甲基橙的光催化性能，結(jié)果表明，在光照120min后，NdopedZnO／HNTs對甲基橙的去除率為70％。以HNTs表面為模板，采用反應(yīng)釜氣相沉積法負載氮摻雜納米二氧化鈦。運用XRD、FIIR、Uvvis、SEM

5、、TEM、EDX等表征手段對NdopedTi02／HNTs表征分析，結(jié)果表明，在HNTs表面成功負載了氮摻雜納米二氧化鈦，研磨和滴加兩種方式下制備的Ti02氮的原子摩爾百分含量分別為23％、41％，鈦的原子百分含量分別為243％、652％。研究了其在模擬太陽光下，光催化降解甲基橙和苯酚的光催化性能。結(jié)果表明，采用研磨方式和滴加方式制備的NdopedTi02／HNTs催化劑，氮的相對含量分別為045％、209％。光照300min后，對甲基

6、橙的去除率分別為855％、982％；光照150min后，對苯酚的去除率分別為4038％、7442％。關(guān)鍵詞：埃洛石納米管、納米氧化銅、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、甲基橙、苯酚111photocatalyticdegradationofmethylorangeandphenolundersimulatedsolarlightTheresultshowedthatthenitrogencontentoftheNdopedTi02／HNTswh