TiO2-硅藻土復合材料制備及稀土改性研究.pdf

1、TiO2作為新型光催化材料，具有催化活性高、氧化活性強、化學性質穩(wěn)定、無毒等優(yōu)點。但實際應用過程中存在著粉體粒徑小，極易團聚且難以回收利用，對自然光利用率低，激發(fā)后的電子與空穴易復合等諸多問題。硅藻土負載可作為TiO2光催化反應場所，抑制TiO2顆粒團聚，便于回收利用。稀土改性后可引起TiO2晶格畸變，形成氧缺位，抑制電子與空穴復合，拓寬TiO2的可見光響應范圍。
　　本文以精硅藻土為載體，鈦酸四丁酯為鈦源，采用溶膠-凝膠法制備T

2、iO2/硅藻土光催化復合材料，并采用稀土元素La、Ce對復合材料摻雜改性。采用 XRD、SEM、EDS能譜、FT-IR、XPS等方法對復合材料表征分析，并以羅丹明B溶液為目標污染物考察復合材料光催化活性。本論文主要得出以下結論：
　?。?）硅藻土主要化學成分為SiO2，精硅藻土表面平整，孔洞清晰，孔隙結構豐富，可作為良好載體材料。純TiO2主要以金紅石為主并伴有少量銳鈦礦的混晶形式存在，顆粒粒徑大，分散性差，團聚現象嚴重。

3、　?。?）硅藻土負載后阻礙TiO2顆粒團聚，抑制TiO2晶型轉變和晶粒生長，減下了TiO2晶粒尺寸，增大其比表面積。TiO2成功負載于硅藻土表面，并在硅藻土表面致密分布，TiO2顆粒與硅藻土在其表面形成Ti-O-Si鍵。
　?。?）TiO2/硅藻土復合材料最佳工藝參數為：煅燒溫度650℃、TiO2負載量為37.67%、H2O/HNO3比為4、煅燒時間3h。銳鈦礦TiO2百分含量為86.8%、金紅石百分含量為13.2%，TiO2晶粒

4、尺寸為39.9nm。紫外光照3h羅丹明B溶液降解率達100%，羅丹明B溶液的光催化降解過程一級反應動力學方程:ln(Ct/Co)=0.02672t+0.011。復合材料重復利用5次后對羅丹明B溶液降解率仍達到70%以上。
　?。?）稀土La、Ce對最佳制備工藝參數下的TiO2/硅藻土復合材料摻雜改性，稀土La、Ce未取代TiO2晶格中的Ti4+，以小團簇形式分散TiO2表面或與TiO2生成Ti-O-La、Ti-O-Ce鍵，抑制Ti