高嶺石基光催化活性納米TiO-,2-的制備及表征.pdf

1、半導(dǎo)體光催化材料是近年引起眾多學(xué)者廣泛關(guān)注的研究課題.在諸多半導(dǎo)體光催化材料中,由于TiO<,2>具有化學(xué)穩(wěn)定性好、光催化效率高,低成本、無毒等優(yōu)點,在環(huán)境工程、綠色生態(tài)建材領(lǐng)域?qū)@示廣闊的應(yīng)用前景.納米級TiO<,2>具有更高的催化活性,但用納米粉體TiO<,2>光催化劑降解污染物,存在著TiO<,2>易團聚,不利于回收重復(fù)利用等問題,因而實際應(yīng)用受到限制.目前,國內(nèi)外已有很多學(xué)者致力于負(fù)載型光催化劑的研究,在保證光催化劑活性的同時,

2、使其能夠被重復(fù)利用.迄今為止,人們已經(jīng)研究了許多載體,如:陶瓷,玻璃,石英,不繡鋼,活性碳,光纖等.我國非金屬礦資源豐富,如果能夠?qū)⒐獯呋瘎┡c非金屬礦物表面復(fù)合制備出納米光催化劑/礦物復(fù)合材料,將會推進光催化技術(shù)在環(huán)境工程、綠色生態(tài)建材領(lǐng)域的前進步伐和研究進程.本文以高嶺石為載體,用溶膠-凝膠法成功制得了高嶺石基納米TiO<,2>光催化劑.并初步研究了水解溫度、水解時間、干燥溫度、煅燒溫度、礦漿濃度等因素對高嶺石基納米TiO<,2>光催

3、化劑的光催化活性的影響.初步研究表明:高嶺石基納米TiO<,2>光催化材料的條件是:水解溫度37℃,水解時間4h,干燥溫度80℃,恒溫1h,煅燒溫度550℃,恒溫3h.對制得的高嶺石基納米TiO<,2>光催化劑進行表征,分析高嶺石表面、界面特性.XRD分析可知隨著煅燒溫度的不同,TiO<,2>光催化劑顯示出不同的晶型;TEM照片中可清楚看出高嶺石表面被5-10nm的TiO<,2>顆粒均勻覆蓋;通過IR表征可知TiO<,2>和高嶺石之間是

4、以Si-O-Ti鍵合;XPS分析可得到高嶺石基納米TiO<,2>的表面原子分布情況,結(jié)合Raman圖譜我們得出結(jié)論,成功地將TiO<,2>以納米薄膜的形式均勻的固定在高嶺石的表面,形成納米TiO<,2>/高嶺石礦物復(fù)合光催化材料.為了評價高嶺石基納米TiO<,2>光催化劑的光催化活性,分別以模擬染料廢水酸性紅和實際染料廢水偶氮染料為研究對象,通過降解實驗,發(fā)現(xiàn)溶膠-凝膠法制備的高嶺石基納米TiO<,2>光催化劑,不管是對模擬染料廢水,還