核殼中空結(jié)構(gòu)TiO-,2-納米管的制備及其研究.pdf

1、納米二氧化鈦(TiO2)由于具有高光催化活性、無毒、價廉、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點在降解有機(jī)污染物方面具有很大的應(yīng)用前景。然而納米TiO2通常以粉末狀的形式存在，造成催化劑在使用后無法有效地分離、回收，而限制了它的使用。催化劑固定化可以較好地解決催化劑難以分離、回收等問題，但由于TiO2具有很強(qiáng)的催化氧化能力，往往在降解有機(jī)污染物的同時腐蝕有機(jī)載體，使催化劑無法固定在有機(jī)載體上。 本論文以TiO2(P25)為原料，采用水熱法制備了具有高

2、比表面積的鈦酸鹽納米管，在此基礎(chǔ)上采用溶膠凝膠法依次在鈦酸鹽納米管表面包覆有機(jī)碳層和SiO2層，使鈦酸鹽納米管的熱穩(wěn)定性得到大幅提高，并通過高溫煅燒除去有機(jī)碳層，制備了既能保護(hù)有機(jī)載體不受腐蝕又具有高光催化活性的核殼中空結(jié)構(gòu)TiO2納米管光催化劑(SiO2NT)，將SiO2NT負(fù)載于滌綸纖維上，制備了具有催化活性的滌綸纖維(SiO2NT/PET)。采用各種表征方法對鈦酸鹽納米管、SiO2NT和SiO2NT/PET進(jìn)行了表征；考察了不同處

3、理方式對鈦酸鹽納米管和SiO2NT光催化活性的影響、SiO2NT的保護(hù)性能以及SiO2NT/PET降解甲醛的性能和重復(fù)使用性。 得出如下結(jié)論： 利用水熱法制備了內(nèi)徑在5nm左右，外徑為7～9nm，長度在100～300nm，形貌單一、兩端開口，具有高分散性、高比表面積的鈦酸鹽納米管；采用溶膠凝膠法包覆的SiO2層厚度為TiO2納米管外徑的2～3倍，在SiO2和TiO2納米管之間形成了一定厚度的納米空間層。 P25經(jīng)

4、150℃水熱反應(yīng)48h、0.01mol/LHC1溶液清洗，再經(jīng)400℃煅燒2h后其光催化活性有顯著提高，約為TiO2(P25)的2.5倍；SiO2NT為改性前P25光催化活性的2倍左右，改性后樣品的光催化活性都有大幅提高。 負(fù)載了SiO2NT的滌綸纖維對甲醛氣體有明顯地降解效果；SiO2NT能有效地保護(hù)有機(jī)載體不受腐蝕、解決了催化劑無法長期負(fù)載于有機(jī)載體的問題，將該催化劑負(fù)載于如窗簾、涂料等有機(jī)載體上，制成各種不同的催化產(chǎn)品，有