TiO2的改性及其在甲苯光催化降解反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、甲苯作為室內(nèi)空氣污染物的重要成分之一，可以通過(guò)皮膚、呼吸道及消化道吸收進(jìn)入人體并危害健康，開展室內(nèi)氣相有機(jī)污染物甲苯的降解研究，具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　TiO2廉價(jià)、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、氧化能力強(qiáng)因而在光催化反應(yīng)中得到廣泛的應(yīng)用。但TiO2的禁帶寬度為3.2 eV（銳鈦礦），只能吸收波長(zhǎng)≤387.5 nm的紫外光(UV)，太陽(yáng)能利用率較低。針對(duì)這一問(wèn)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(fù)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(duì)制備的催化劑進(jìn)行表征。以甲苯的光催化降解為探針?lè)磻?yīng)，考察制備的催化劑在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置中的光催化降解性能。得到結(jié)果如下：
　　1.利用溶膠-凝膠法制備的Mn-TiO2光催化劑進(jìn)行甲苯的光催化降解反應(yīng)，以紫外光為反應(yīng)光源時(shí)，當(dāng)Mn的摻雜量為0.4％即原子比nMn/nTi=0.4%時(shí)，甲苯的最大降解率為39.3%；以可見光為反應(yīng)光

3、源時(shí)，當(dāng)Mn的摻雜量為0.4%即原子比nMn/nTi=0.4%時(shí)，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(jìn)行甲苯的光催化降解反應(yīng)，以紫外光為反應(yīng)光源時(shí)，當(dāng)Pd的摻雜量為0.3%即原子比 nPd/nTi=0.3%時(shí)，甲苯的降解率達(dá)到最大值，為23.2%；以可見光為反應(yīng)光源時(shí)，當(dāng)Pd的摻雜量為0.4%即原子比 nPd/nTi=0.4%時(shí)，甲苯的降解率達(dá)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(jìn)行甲苯的光催化降解反應(yīng)，以可見光為反應(yīng)光源時(shí)，當(dāng)Au的摻雜量為0.3%即原子比nAu/nTi=0.3%時(shí)，甲苯的降解率達(dá)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(jié)果表明，Mn，Pd和Au的摻雜可以抑制催化劑的晶粒生長(zhǎng)。當(dāng)Mn的摻雜量小于0.5%，Au的摻雜量小于0.4%時(shí)，催化劑均沒有發(fā)生晶型的轉(zhuǎn)變，仍然為銳鈦礦相，而當(dāng)Pd摻雜量達(dá)到0.4%時(shí)，催化劑出現(xiàn)了金紅石相。
　　6. SEM的測(cè)試結(jié)果表明，納米晶體存在團(tuán)聚現(xiàn)象，Mn、Pd和Au的摻雜均能抑制TiO2晶粒的團(tuán)聚。
　　7.紫外