TiO-,2-氣凝膠常壓干燥法制備、改性及光催化性能研究.pdf

1、TiO2氣凝膠是由納米膠體粒子相互聚集成的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的一種高分散固態(tài)材料，它具有納米結(jié)構(gòu)、大比表面積、高孔隙率等特點(diǎn)，可以廣泛用于催化、分離和吸附等領(lǐng)域，近年來得到廣大研究者的關(guān)注。本文以鈦酸丁酯為原料，以甲酰胺為干燥控制化學(xué)添加劑，采用溶膠-凝膠法制得TiO2醇凝膠，結(jié)合正硅酸乙酯母液浸泡和低表面張力溶劑替換及常壓干燥等后處理步驟，實(shí)現(xiàn)了TiO2氣凝膠的常壓干燥法制備。詳細(xì)考察了原料配比、后處理過程對(duì)氣凝

2、膠凝膠時(shí)間、比表面積和結(jié)構(gòu)的影響。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到常壓干燥法制備TiO2氣凝膠的最佳工藝：原料配比為鈦酸丁酯：水：醋酸：甲酰胺（摩爾比）=1：21：6.2：1.8：0.6，后處理過程以正硅酸乙酯與乙醇的體積比為1：1且后處理時(shí)間為36h時(shí)，所制得的氣凝膠產(chǎn)品性能較好，其表觀密度為0.375 g·cm-3，比表面積達(dá)523㎡·g-1，平均孔徑約9.9 nm，為無定型結(jié)構(gòu)；經(jīng)850℃空氣氣氛下煅燒4h后，TiO2氣凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦型結(jié)構(gòu)，

3、平均孔徑增大到16.3 nm，比表面積仍達(dá)208㎡·g-1。 本研究以甲基橙溶液模擬偶氮染料廢水，采用制備的TiO2氣凝膠催化劑進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)，并詳細(xì)研究了降解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。結(jié)果表明：氣凝膠的光催化活性良好，且受材料的比表面積和結(jié)晶度共同影響，降解反應(yīng)方程滿足表觀一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。通過H2WO4溶膠與TiO2氣凝膠前軀體浸漬，焙燒制得WO3/TiO2復(fù)合氣凝膠，通過XRD，IR，UV-vis-DRS，N2吸附-脫附等手段詳細(xì)考