TiO2的改性及其在甲苯光催化降解反應中的應用.pdf

1、甲苯作為室內空氣污染物的重要成分之一，可以通過皮膚、呼吸道及消化道吸收進入人體并危害健康，開展室內氣相有機污染物甲苯的降解研究，具有重要的實用價值。
　　TiO2廉價、無毒、化學穩(wěn)定性好、氧化能力強因而在光催化反應中得到廣泛的應用。但TiO2的禁帶寬度為3.2 eV（銳鈦礦），只能吸收波長≤387.5 nm的紫外光(UV)，太陽能利用率較低。針對這一問題，本論文首先采用溶膠-凝膠法制備一系列Mn、Pd、Au摻雜的TiO2粉體，然后

2、將其負載于表面涂覆Al2O3的多孔陶瓷上，制備成整體式催化劑，并用XRD、SEM、UV-Vis等表征方法對制備的催化劑進行表征。以甲苯的光催化降解為探針反應，考察制備的催化劑在連續(xù)流動反應裝置中的光催化降解性能。得到結果如下：
　　1.利用溶膠-凝膠法制備的Mn-TiO2光催化劑進行甲苯的光催化降解反應，以紫外光為反應光源時，當Mn的摻雜量為0.4％即原子比nMn/nTi=0.4%時，甲苯的最大降解率為39.3%；以可見光為反應光

3、源時，當Mn的摻雜量為0.4%即原子比nMn/nTi=0.4%時，甲苯的最大降解率為10.8%。
　　2.利用溶膠-凝膠法制備的Pd-TiO2光催化劑進行甲苯的光催化降解反應，以紫外光為反應光源時，當Pd的摻雜量為0.3%即原子比 nPd/nTi=0.3%時，甲苯的降解率達到最大值，為23.2%；以可見光為反應光源時，當Pd的摻雜量為0.4%即原子比 nPd/nTi=0.4%時，甲苯的降解率達到最大值，為23.5%。
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4、.利用溶膠-凝膠法制備的Au-TiO2光催化劑進行甲苯的光催化降解反應，以可見光為反應光源時，當Au的摻雜量為0.3%即原子比nAu/nTi=0.3%時，甲苯的降解率達到最大值，為31.0%。
　　4.在蜂窩陶瓷表面涂覆氧化鋁薄膜，有利于催化劑的附著，從而有效提高催化劑的甲苯光催化降解效率。在可見光照射下，Mn0.4-TiO2/Ⅲ-Al2O3-HC、Pd0.3-TiO2/Ⅲ-Al2O3-HC和Au0.3-TiO2/Ⅲ-Al2O3-

5、HC整體式催化劑上甲苯的降解率分別為7.6%，15.7%和21.1%。
　　5. XRD表征結果表明，Mn，Pd和Au的摻雜可以抑制催化劑的晶粒生長。當Mn的摻雜量小于0.5%，Au的摻雜量小于0.4%時，催化劑均沒有發(fā)生晶型的轉變，仍然為銳鈦礦相，而當Pd摻雜量達到0.4%時，催化劑出現(xiàn)了金紅石相。
　　6. SEM的測試結果表明，納米晶體存在團聚現(xiàn)象，Mn、Pd和Au的摻雜均能抑制TiO2晶粒的團聚。
　　7.紫外