層狀鈮基納米復(fù)合功能材料的構(gòu)建與催化應(yīng)用研究.pdf

1、本文采用聚合-絡(luò)合法合成層狀鈮酸鹽KNb3O8，經(jīng)過(guò)離子交換、剝離組裝、復(fù)合等方法對(duì)其進(jìn)行改性處理，制備了TiO2/Nb3O8和ZrO2/Nb3O8納米復(fù)合功能材料。ZrO2/Nb3O8經(jīng)硫酸浸漬后，得到超強(qiáng)酸SO42--ZrO2/Nb3O8材料。選用高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、X-射線衍射(XRD)、激光拉曼光譜(LRS)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、氨氣吸附程序升溫?zé)崦摳?NH3-TPD)等技術(shù)對(duì)催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)

2、行表征。使用液相紫外技術(shù)和氣相色譜技術(shù)分別考察了樣品降解亞甲基藍(lán)的光催化性能和對(duì)甲苯硝化反應(yīng)的酸催化性能。
　　結(jié)果顯示，采用聚合-絡(luò)合法制備的鈮酸鹽KNb3O8擁有較規(guī)整的層狀結(jié)構(gòu)。由于受層間水合質(zhì)子的影響，酸化后的樣品的XRD主晶面峰向小角移動(dòng)。剝離重組后的樣品保留了部分層板結(jié)構(gòu)，但樣品的結(jié)晶度明顯下降。TiO2/Nb3O8和ZrO2/Nb3O8復(fù)合材料在保留層狀主體的基礎(chǔ)上，表面也存在銳鈦礦型的TiO2晶體和四方相的ZrO2

3、晶體。
　　光催化降解亞甲基藍(lán)結(jié)果表明，前驅(qū)體層狀鈮酸鹽KNb3O8及其改性后的樣品對(duì)亞甲基藍(lán)均有較好的光降解效果。隨著層間離子（H+或K+）的變化，樣品的光催化性能變化不大。由于TiO2表面幾乎沒有酸性，而被降解物亞甲基藍(lán)是堿性的，TiO2對(duì)于降解物的吸附性能較差，故其光催化性能也較差。而納米片改性和納米微晶的復(fù)合改性提高了樣品的比表面積，提高了它們對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量，光催化效果也明顯增強(qiáng)。
　　甲苯定域選擇性硝化反應(yīng)結(jié)果