改性層狀鈦鈮酸鹽的制備與性能研究.pdf

1、由于層狀化合物具有的典型層板狀結構和層間離子可交換性，使得其應用引起廣泛關注。層狀鈦鈮酸鹽是一類典型的層狀化合物，在催化中越來越受到重視。但是層狀鈦鈮酸鹽的應用多集中于光催化分解水方面的研究，對有機污染物特別是氣體有機硫污染物降解的研究較少見。 實驗選用由高溫固相法合成的層狀鈦鈮酸鹽K3Ti5NbO14為前軀體，通過陽離子交換反應得到Ni1．5Ti5NbO14，并運用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）和紫外一可見漫反射光譜

2、（UV-vis-DRS）等表征手段對催化劑的結構、形貌和光譜特性進行了研究。通過紅外光譜技術考察了催化劑對甲烷氣中甲硫醇的吸附性能與光催化氧化性能。 研究表明：通過高溫固相法合成的K3Ti5NbO14具有層狀結構。采用離子交換反應制備Ni1．5Ti5NbO14，確定交換條件為：Ni/K比為22．5，固液比為1g/50ml。交換后的樣品保持層狀結構，層板間距發(fā)生變化。光譜特性表征表明，K3Ti5NbO14在紫外區(qū)存在著連續(xù)的寬紫外

3、帶吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在400 nm左右，而Ni1．5Ti5NbO14不僅存在著寬紫外帶吸收，在可見光區(qū)域也有弱吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在500 nm左右。對Ni1．5Ti5NbO14在723 K下焙燒2h，得到的樣品同樣具有層狀結構，樣品在紫外區(qū)域的吸收帶相對于K3Ti5NbO14的紫外吸收帶發(fā)生紅移，吸收帶邊出現(xiàn)在418nm，并且在可見光區(qū)域產(chǎn)生較強的吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在540 nm。 當Ni1．5Ti5NbO14對甲硫醇吸附

4、后，在太陽光下即可發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生磺酸酯類化合物。經(jīng)過紫外光照射后，除了可能含有磺酸酯類化合物，可能還有含-COO-官能團的化合物存在。這表明在紫外光照射下甲硫醇的C-S鍵斷裂，并且C、S均被氧化。經(jīng)過焙燒的Ni1．5T15NbO14在太陽光和空氣都存在的情況下也可將甲硫醇氧化為含有S=O官能團的化合物。然而在吸附過后直接進行紫外光照射，會因為沒有吸附水與羥基，沒有空氣，紫外輻射下體系溫度升高導致甲硫醇發(fā)生解吸現(xiàn)象，氧化反應不能發(fā)生。