納米二氧化鈦-蒙脫土復合材料的制備及其催化活性研究.pdf

1、蒙脫土是一類具有納米層狀結構的硅酸鹽礦物，由于具有陽離子交換性和可作為二維限域反應器的內表面，被廣泛用作催化劑載體材料，特別適用于制備負載于其上的具有窄粒徑和高分散性的納米金屬或半導體粒子。在本論文中，我們利用層狀蒙脫土的這些優(yōu)異性能，采用插層組裝的方法制備出了系列具有良好分散性和熱穩(wěn)定性的納米金屬/蒙脫土和納米二氧化鈦/蒙脫土復合材料，并對其制備工藝、結構和催化性能進行了系統(tǒng)的研究。 研究表明以蒙脫土為載體，氯化鈀為鈀源，硼氫

2、化鉀為還原劑，乙醇和水的混合溶液作溶劑可以合成出鈀粒徑大小為10-20nm，均勻分散于剝離后蒙脫土片層上的的高分散納米鈀/蒙脫土復合催化劑，發(fā)現(xiàn)該催化劑具有優(yōu)異的室溫降解亞甲基藍的性能。通過催化活性評價，并結合X光衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)表征結果，表明納米鈀在蒙脫土上的分散性和負載量是影響其催化活性的主要因素。 研究還表明以蒙脫土為載體，利用四氯化鈦水解法將納米TiO<,2>引入蒙脫土層間，經500℃煅燒后得到穩(wěn)定結構

3、的TiO<,2>柱撐蒙脫土(TiO<,2>/MMT)，再通過化學還原法將金屬鈀負載于其上，合成出了載鈀/二氧化鈦柱撐蒙脫土復合光催化劑(Pd-TiO<,2>/MMT)。光催化測試表明，Pd-TiO<,2>/MMT和TiO<,2>/MMT復合催化劑具有比商用TiO<,2>(P25)更高的降解亞甲基藍活性。 以六亞甲基四胺為沉淀劑，以TiCl<,3>為前驅體，通過醇-水溶劑熱的方法合成出二氧化鈦柱撐蒙脫土復合納米光催化劑，通過XRD

4、、TEM、BET、AAS等對其物相組成、顆粒形貌、比表面積及元素含量等進行了表征，研究了不同TiCl<,3>和蒙脫土配比合成的催化劑對降解亞甲基藍的光催化活性的影響。結果表明，TiCl<,3>前驅體柱化劑能很好地撐開蒙脫土的片層，形成良好的介孔結構，其孔徑分布集中在6～10nm，并且使制得的層柱蒙脫土的比表面積明顯增大。當TiO<,2>/MMT=0.2：1時，復合催化劑由于柱化后具有較大的比表面積和適當的孔分布而表現(xiàn)出最好的光催化活性；