吸附相反應技術制備納米TiO-,2-及其光催化性能研究.pdf

1、光催化技術是當今科學研究的重點,而納米技術的高速發(fā)展為納米光催化技術的應用提供了極好的機遇.目前研究最多的光催化劑是納米TiO<,2>,由于它具有高比表面積和表面能,活性點多,催化活性和選擇性大大高于傳統(tǒng)催化劑,在環(huán)保、能源材料、化工等領域有著廣闊的應用前景.但是納米TiO<,2>極易團聚,導致催化活性下降甚至失活,因此高催化活性TiO<,2>催化劑的研發(fā)是影響其實用化的關鍵. 本文利用新型制備技術一吸附相反應技術在SiO<,2

2、>載體表面制備出小粒徑高分散性的TiO<,2>/SiO<,2>納米復合材料,并研究了其光催化性能.首先綜述了納米TiO<,2>的晶體結構、特性和應用,詳細闡述了納米復合材料制備方法的優(yōu)缺點和吸附相反應技術的研究進展以及TiO<,2>光催化機理和影響光催化活性的各種因素,并對氣固光催化反應動力學作了簡單介紹. 利用透射電鏡(TEM),電子色散能譜儀(EDAX),X射線衍射儀(XRD),比表面積測定儀(BET)等檢測手段對納米TiO

3、<,2>/SiO<,2>結構進行表征,以甲苯氣體為模擬反應物探討影響光催化活性的因素,光催化降解過程符合一級動力學方程,由FT-IR和氣-質聯(lián)用檢測推斷甲苯光催化降解的中間產(chǎn)物.運用一級動力學方程擬合反應速率常數(shù),比較了不同制備條件和熱處理條件下催化劑的光催化活性大小,分析光催化影響因素,并與傳統(tǒng)浸漬法和商品:P25進行對比,結果表明: (1)制備溫度的變化對制備的催化劑活性改變不是很大;水量增大或者鈦酸丁酯濃度的增加,光催化活

4、性都會提高,降解速率的快慢與Ti含量和鈦酸丁酯的加入量存在近似線性的關系. (2)焙燒溫度升高和時間增長,TiO<,2>結晶趨于完善,光催化降解速率增大,焙燒溫度達到900℃時,晶粒粒徑變大,表面積下降,催化活性隨之下降,但晶型并沒有發(fā)生改變,仍保持純銳鈦礦型,晶粒粒徑仍在10nm以下. (3)吸附法制備的TiO<,2>/SiO<,2>反應速率常數(shù)是浸漬法的2倍,與商品P25進行對比,催化活性要高于P25,晶粒粒徑是影響