多孔TiO2材料的磺化和Au改性及性能研究.pdf

1、TiO2多孔材料由于比表面積大、活性位多、無毒、氧化能力強、穩(wěn)定性好、光催化活性高等性能在有機污染物的吸附、降解領(lǐng)域廣泛應用。但指狀孔的TiO2多孔材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，且TiO2是高能帶半導體(3.2eV)，只能吸收紫外光（＜400nm），而紫外光只占太陽光的5％，故TiO2對太陽光的利用率低，因此需要通過改性來提高TiO2對可見光的利用率和性能。本論文主要利用-SO3H和Au對TiO2多孔材料進行改性，提高了其吸附性能和光催化性能。

2、>　　以四異丙基鈦酸酯(TIP)和正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體，采用表面活性劑自組裝軟模板法將SiO2摻雜到TiO2中，成功制備了SiO2-TiO2復合材料。紅外光譜分析(FTIR)表明:SiO2-TiO2復合材料中存在Ti-O-Ti、Si-O-Si和Ti-O-Si三種化學鍵。將制備的復合材料進一步-SO3H功能化(SiO2-TiO2-SO3H)，以水溶液中的堿性品紅為目標污染物，考察了改性材料對染料的吸附性能，紅外譜圖結(jié)果顯示，經(jīng)-

3、SO3H功能化的材料，表面負載大量-SO3H基團，電負性較高，對陽離子染料具有較優(yōu)的吸附性能，通過靜電作用吸附溶液中的堿性品紅，吸附率達90％以上。通過吸附動力學研究發(fā)現(xiàn)，染料的吸附動力學能很好的符合偽二級動力學模型，經(jīng)線性擬合得到的相關(guān)系數(shù)R2均大于0.996。
　　針對TiO2多孔材料對太陽光利用率低的問題，采用檸檬酸鈉還原法制備了擔載Au的TiO2多孔復合材料，電鏡照片顯示TiO2指狀孔結(jié)構(gòu)沒有被Au顆粒堵住，仍能保持指狀孔

4、結(jié)構(gòu)的完整性，Au成功沉積到了TiO2多孔材料的表面和孔道內(nèi)，其中樣品多孔TiO2-Au-500℃-1(∶)16復合材料中Au的重量百分比和原子百分比分別為1.54％和0.16％。在可見光和紫外光照射下，TiO2-Au-500℃-1(∶)16復合多孔材料的光催化活性均達到最高，紫外光下對甲基藍的降解亞率為86.13％，可見光為49.74％。ln(C0/Ct)與t呈現(xiàn)出很好的線性關(guān)系，TiO2-Au多孔復合材料降解反應屬于一級動力學反應，

5、遵從Langmuir-Hinshelwood光催化動力學模型。
　　為進一步提高多孔TiO2材料對堿性染料的吸附和降解性能，制備了經(jīng)Au和-SO3H雙重改性的多孔TiO2復合材料，即TiO2-Au-SH/SO3H。電鏡和EDX測試顯示多孔TiO2-Au-SH/SO3H復合材料的各元素在該材料的表面均勻分布、孔道結(jié)構(gòu)高度有序、排列整齊。多孔TiO2-Au-SH復合材料對Ag+、Pb2+均有很好的吸附性能，吸附率分別為91.13％和9