介孔TiO-,2-及鈦硅介孔復(fù)合材料的制備及光催化降解造紙廢水的研究.pdf

1、介孔材料是一類孔徑分布在2-50nm之間的多孔材料，具有比表面積大、孔隙率高、孔徑分布窄、孔排列有序的特點(diǎn)，使其一問(wèn)世即成為工業(yè)應(yīng)用(如光催化、離子交換、分子篩、吸附和分離等)的首選。非均相半導(dǎo)體光催化技術(shù)在水污染控制，尤其在處理廢水中難降解有機(jī)污染物方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性，納米TiO2作為一種性能優(yōu)良的光催化劑已成為治理環(huán)境污染的研究熱點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)制備具有較大比表面積的介孔TiO2及TiO2-SiO2介孔復(fù)合材料，結(jié)果表明介孔TiO2

2、比納米T3O2具有更優(yōu)異的光催化性能，少量SiO2摻雜有利于提高介孔TiO2的光催化活性和反應(yīng)效率，在處理廢水有機(jī)污染物等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 本項(xiàng)研究以鈦酸四丁酯(TBOT)為鈦源，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，三嵌段共聚物(P123)為模板劑，溶膠-凝膠法合成了介孔TiO2及具有不同鈦硅摩爾比的TiO2-SiO2介孔復(fù)合材料，用小角χ射線衍射(SAXRD)、χ射線粉末衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微

3、鏡(SEM)，紅外光譜(FT-IR)、N2吸-脫附和紫外可見吸收光譜(UV-Vis)等分析手段對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：400℃煅燒得到的樣品XRD譜圖中僅在20=25.3°(101)，37.9°(004)，47.8°(200)，54.3°(211)處出現(xiàn)銳鈦礦相特征衍射峰，該特征峰隨著鈦硅比的增加而增強(qiáng)，但XRD譜圖中并未出現(xiàn)SiO2的特征峰，表明SiO2以無(wú)定形的形式存在于復(fù)合材料中；SAXRD圖中在2θ＜1。處有明

4、顯的介孔材料的特征衍射峰；TEM圖中有明顯的短程有序的孔徑分布，且分布較均勻；FT-IR.顯示TiO2與SiO2基質(zhì)之間存在著Ti-O-Si鍵；N2吸脫附曲線表明合成材料具有介孔結(jié)構(gòu)，隨著SiO2含量的增強(qiáng)，復(fù)合材料的孔徑減小，比表面積增加；UV-Vis分析表明，復(fù)合材料吸收峰發(fā)生紅移，使光譜響應(yīng)范圍向可見光拓展，提高TiO2對(duì)太陽(yáng)光的利用率。 以制漿蒸煮黑液、對(duì)氯苯酚和對(duì)硝基苯酚為目標(biāo)降解物，考察了SiO2復(fù)合對(duì)介孔TiO2光

5、催化活性的影響。發(fā)現(xiàn)介孔TiO2的光催化活性優(yōu)于納米TiO2，而SiO2少量摻雜的介孔TiO2光催化劑則比純介孔TiO2有更好的光催化性能，能有效提高對(duì)蒸煮黑液和對(duì)硝基苯酚光催化降解；考察了催化劑的種類、光照時(shí)間、催化劑的用量、初始pH、通氧方式等對(duì)降解制漿黑液的影響因素。探明了在反應(yīng)條件為：催化劑用量為1.5g/L、初始pH=6、連續(xù)通氧條件下降解效果最佳，在紫外光照射下，反應(yīng)12h后，少量SiO2的存在能有效促進(jìn)介孔TiO2對(duì)蒸煮黑