納米TiO-,2-基復(fù)合粉體和負(fù)載體材料的制備及其協(xié)同光催化活性.pdf

1、本文在全面綜述光催化原理、應(yīng)用、活性影響因素及復(fù)合催化劑合成方法的情況下，針對(duì)復(fù)合催化劑存在的問(wèn)題及光催化技術(shù)實(shí)用化的發(fā)展要求，制備出具有很高光催化活性的外負(fù)載型TiO2/火山巖復(fù)合體。首先以火山巖為硬模板，采用超臨界流體沉積技術(shù)對(duì)火山巖載體進(jìn)行預(yù)處理，合成雙模板。再以溶膠-凝膠法對(duì)其進(jìn)行超聲TiO2涂覆，經(jīng)過(guò)干燥、空氣中煅燒實(shí)現(xiàn)了TiO2凝膠的無(wú)機(jī)化和火山巖孔隙中有機(jī)物除去，成功制備了外負(fù)載型TiO2/火山巖（TiO2-coated

2、lava surface,TCLF）。同時(shí)，采用溶膠-凝膠法制備了體負(fù)載型TiO2/火山巖（TiO2-coated lavasurface，TCL）復(fù)合體和鐵摻雜氧化鈦（Fe-TiO2）納米粉體，通過(guò)掃描電鏡、X-射線(xiàn)衍射、熱重-差熱、傅里葉紅外光譜和紫外漫反射等手段對(duì)不同條件下獲得樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌和晶型進(jìn)行了表征，以亞甲基藍(lán)溶液(MB)為標(biāo)準(zhǔn)模擬降解物，對(duì)樣品的光催化活性進(jìn)行分析。
　　 Fe-TiO2和TiO2的表觀

3、活化能分別為27.431 KJ/mol，和25.179 KJ/mol，F(xiàn)e離子摻雜使得TiO2的晶粒生長(zhǎng)表觀活化能增大，晶型轉(zhuǎn)變溫度升高。Fe-TiO2和TiO2的熱分解活化能分別為9.024 KJ/mol和13.743 KJ/mol，鐵的摻雜使得TiO2的熱分解活化能降低，使得TiO2在低溫的條件下的晶化過(guò)程加快，晶粒生長(zhǎng)速度增大。
　　 摻雜Fe 能抑制TiO2晶粒生長(zhǎng)，提高了TiO2的熱穩(wěn)定性，而且拓展TiO2的吸收波長(zhǎng)范

4、圍至可見(jiàn)光區(qū)，提高了復(fù)合體中Ti3+離子濃度，降低了光生載流子的復(fù)合幾率，從而導(dǎo)致提高TiO2的光催化效率。
　　 通過(guò)超臨界沉積、溶膠-凝膠涂覆和煅燒熱處理沒(méi)有改變火山巖結(jié)構(gòu)，在相同的負(fù)載次數(shù)下，外負(fù)載復(fù)合體TCLF的比表面積、孔徑和孔隙數(shù)比體負(fù)載復(fù)合體TCL的大，而TiO2負(fù)載量及其晶粒尺寸反而小。
　　 復(fù)合體對(duì)亞甲基藍(lán)的降解過(guò)程適合采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行描述。對(duì)于外負(fù)載或體負(fù)載復(fù)合體，一次負(fù)載比二次負(fù)載的光催化性