負(fù)載型納米TiO2-硅藻土復(fù)合材料的制備、表征及性能研究.pdf

1、自1972年Honda和Fujishima報(bào)道在電極上二氧化鈦(TiO2)光催化分解水的現(xiàn)象以來，以納米TiO2為代表的半導(dǎo)體光催化材料，因其具有良好的介電性能，催化活性和穩(wěn)定性好，價(jià)廉無毒而受到化學(xué)、材料、環(huán)境、建筑等領(lǐng)域的關(guān)注及研究。納米TiO2作為一種光催化劑，在其尺寸小于10nm時(shí)，因其量子效應(yīng)而具備顯著的光催化特性，這種活性非常適合氧化降解有機(jī)物污染物。目前在建筑功能涂料、自清潔材料、太陽能電池、化妝防曬品制造，醫(yī)用消毒殺菌和

2、處理生活工業(yè)廢水中有廣泛用處。
　　用于光催化劑的載體除了應(yīng)具有一般催化劑載體要求的廉價(jià)、穩(wěn)定、比表面積大、材料強(qiáng)度高不易腐蝕之外，還需使負(fù)載于載體上的光催化劑盡可能多地被光照射激活而發(fā)揮光催化效應(yīng)。硅藻土具有優(yōu)良的孔道結(jié)構(gòu)，尺寸達(dá)到微米級(jí)別，其線紋小孔和殼縫均在納米范疇，是天然的納米材料，硅藻土特殊的孔道結(jié)構(gòu)和形態(tài)決定了其具有孔道效應(yīng)和表面荷電效應(yīng)，同時(shí)具有良好的過濾、吸附、離子交換、功能載體等物理化學(xué)性能，因而是一種很好TiO

3、2光催化劑載體類功能性材料。制成的納米TiO2/硅藻土復(fù)合材料，可以廣泛應(yīng)用到廢水處理、空氣凈化、抗菌和多功能建筑材料(調(diào)溫、調(diào)濕、防噪音)等方面。選擇合適的制備條件和方法，以在硅藻土表面形成分散、穩(wěn)定、光催化活性好TiO2納米顆粒，是制備TiO2/硅藻土復(fù)合材料的關(guān)鍵。
　　根據(jù)研究的內(nèi)容將本論文分為以下幾部分：
　　1．從載體選擇、合成的機(jī)制和方法，作用機(jī)制、摻雜改性、材料應(yīng)用等多方面探討了負(fù)載型納米TiO2的研究現(xiàn)狀及

4、進(jìn)展，為實(shí)驗(yàn)提供了理論依據(jù)。
　　2．以TiCl4和硅藻土為原料，采用水解分步沉淀法制備了混晶納米TiO2硅藻土復(fù)合材料，考察了制備過程中不同pH條件以及原料用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響，確定最佳的pH值和固載量。結(jié)果表明，在pH值為9的條件下，TiO2負(fù)載量為33.3％（TiO2與硅藻土的質(zhì)量比為1:2）的復(fù)合材料對(duì)甲醛光催化降解具有最佳催化活性。并對(duì)所制備的材料進(jìn)行SEM、TEM、XRD、IR等一系列表征，確定所制備材料的結(jié)構(gòu)。負(fù)

5、載后的結(jié)構(gòu)表明，硅藻土的比表面積和微孔結(jié)構(gòu)提高了納米TiO2負(fù)載后的表面積和光催化活性，復(fù)合后催化劑對(duì)染料的降解率明顯增加。將所制備的復(fù)合材料用于降解酸性大紅3R的實(shí)驗(yàn)，考察催化劑的制備過程及光催化過程中的影響因素，探討了其光催化機(jī)理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
　　3．以TiCl4、鈦酸丁酯和硅藻土為原料，用液相沉積法和溶膠凝膠法分別將納米TiO2負(fù)載在硅藻土上。在pH值為7-10的范圍內(nèi)，采用不同TiO2摻雜量和不同燒結(jié)溫度制備樣品，采用S