有序大孔、介孔TiO2復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、有序大孔-介孔TiO2因其比表面積大、分子擴散傳遞阻力小等優(yōu)點在光催化、吸附領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。但TiO2仍存在對可見光利用率低，光生電子-空穴對易復(fù)合，使其光催化活性降低等問題;并且TiO2對染料和其他有機污染物的吸附能力較小。因此，本文在采用表面活性劑模板法制備有序大孔-介孔TiO2的基礎(chǔ)上，提出以鋯離子摻雜、貴金屬Au沉積和石墨烯修飾的方法制備有序大孔-介孔TiO2復(fù)合材料，以提高TiO2的光催化活性和吸附能力。
　　為

2、提高有序大孔-介孔TiO2的光催化活性，采用表面活性劑模板法合成了有序大孔-介孔ZrO2-TiO2復(fù)合材料，并以紫外光催化降解羅丹明B來評價其光催化活性。XPS分析表明ZrO2-TiO2復(fù)合材料中形成了以[≡Zr-O-Ti≡]鍵結(jié)構(gòu)連接的混合ZrO2-TiO2相。隨著鋯摻雜量的增加，光催化活性先升高后降低。ZrO2-TiO2(6.9％)復(fù)合材料的光催化活性最高，紫外光輻照3h可以降解87％的羅丹明B，其表觀速率常數(shù)k是相同條件下純TiO

3、2的3.0倍。紫外光輻照下，羅丹明B的降解反應(yīng)屬于準一級動力學反應(yīng)。ESR測試驗證了光催化過程中OH·和O2-·的存在，證明了含氧自由基(OH·和O2-·)是光降解羅丹明B的主要氧化劑。
　　為進一步提高有序大孔-介孔TiO2的可見光吸收和催化能力，采用原位水熱還原法制備了有序大孔-介孔Au-TiO2復(fù)合材料，并以紫外光和可見光催化降解羅丹明B來評價其光催化活性。紫外光和可見光輻射下，Au-TiO2復(fù)合材料的光催化活性均較TiO2

4、顯著提高。紫外光下Au-TiO2-1.9活性最高，光輻照3h羅丹明B的降解效率為84％，其表觀速率常數(shù)k是純TiO2的2.8倍。紫外光下，羅丹明B的降解反應(yīng)屬于準一級動力學反應(yīng)，光生空穴在降解染料的過程中發(fā)揮主要作用?？梢姽廨椛?.0h，Au-TiO2-1.9復(fù)合材料對羅丹明B的降解效率為94％，是純TiO2(28％)的3.4倍。
　　為了提高有序大孔-介孔TiO2對染料的吸附能力，采用表面活性劑模板法制備了有序大孔-介孔GS（石