沸石-TiO-,2--Cu-,2-O復(fù)合光催化材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來，復(fù)合光催化體系以其特有的簡(jiǎn)易性和高效率正逐步形成一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域。而將納米半導(dǎo)體光催化技術(shù)與光/Fenton技術(shù)等其它方法相結(jié)合的復(fù)合體系的研究日趨活躍。在復(fù)合光催化體系的研究中，目前常用的納米半導(dǎo)體催化劑是TiO2，但它只能為紫外光所激發(fā)，降低了太陽能的利用效率。Fenton試劑能產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的·OH而在污水處理中得到廣泛應(yīng)用，但通常Fenton反應(yīng)要消耗大量的雙氧水或電能而使其應(yīng)用受到一定的限制。
　　 納米氧

2、化亞銅（Cu2O）是一種具有窄禁帶寬度（Eg=2.0 eV）的p-型半導(dǎo)體材料，能夠直接吸收利用可見光，對(duì)太陽光具有較強(qiáng)的吸收效率，因而Cu2O已被認(rèn)為是最有應(yīng)用潛力的半導(dǎo)體光催化劑之一。
　　 本研究系國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.50804035）的基礎(chǔ)試驗(yàn)的一部分，以天然沸石為載體，采用溶膠-凝膠法將TiO2負(fù)載在沸石上，然后采用化學(xué)沉積法制備了沸石-TiO2-Cu2O復(fù)合光催化氧化材料應(yīng)用于廢水處理。利用X射線衍射（X

3、RD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）和高分辨透射電鏡（HRTEM）、紫外可見漫反射（UV-Vis DRS）、原子能譜（EDS）等測(cè)試手段對(duì)自制復(fù)合材料的性能進(jìn)行了表征，并利用自制的沸石-TiO2-Cu2O復(fù)合光催化氧化材料在懸浮體系內(nèi)對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的脫色效果，來評(píng)價(jià)復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)的光催化氧化活性。
　　 研究表明：Cu2O這種窄禁帶半導(dǎo)體可見光催化劑不能直接產(chǎn)生·OH，但其具有極強(qiáng)的吸附氧的能力，受可見光激發(fā)可還原

4、其表面吸附的氧產(chǎn)生具有氧化性能的H2O2。研究利用Cu2O這種獨(dú)特的釋放電子、吸附氧和生成H2O2的性質(zhì)，結(jié)合鐵炭微電解工藝用于醫(yī)藥廢水的預(yù)處理：即利用微電解氧化還原產(chǎn)生的Fe2+與復(fù)合材料中Cu2O光生的H2O2組成Fenton體系，生成具有強(qiáng)氧化性能的·OH，而在復(fù)合材料中的TiO2受太陽光中的紫外光照射時(shí)可直接產(chǎn)生·OH，Cu2O的光生H2O2可作為有效的導(dǎo)帶電子捕獲劑，一定程度上抑制了TiO2的空穴和電子的復(fù)合，提高了光催化氧化