改性層狀鈦鈮酸鹽的制備與性能研究.pdf

1、由于層狀化合物具有的典型層板狀結(jié)構(gòu)和層間離子可交換性，使得其應(yīng)用引起廣泛關(guān)注。層狀鈦鈮酸鹽是一類典型的層狀化合物，在催化中越來越受到重視。但是層狀鈦鈮酸鹽的應(yīng)用多集中于光催化分解水方面的研究，對(duì)有機(jī)污染物特別是氣體有機(jī)硫污染物降解的研究較少見。 實(shí)驗(yàn)選用由高溫固相法合成的層狀鈦鈮酸鹽K3Ti5NbO14為前軀體，通過陽離子交換反應(yīng)得到Ni1．5Ti5NbO14，并運(yùn)用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）和紫外一可見漫反射光譜

2、（UV-vis-DRS）等表征手段對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌和光譜特性進(jìn)行了研究。通過紅外光譜技術(shù)考察了催化劑對(duì)甲烷氣中甲硫醇的吸附性能與光催化氧化性能。 研究表明：通過高溫固相法合成的K3Ti5NbO14具有層狀結(jié)構(gòu)。采用離子交換反應(yīng)制備Ni1．5Ti5NbO14，確定交換條件為：Ni/K比為22．5，固液比為1g/50ml。交換后的樣品保持層狀結(jié)構(gòu)，層板間距發(fā)生變化。光譜特性表征表明，K3Ti5NbO14在紫外區(qū)存在著連續(xù)的寬紫外

3、帶吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在400 nm左右，而Ni1．5Ti5NbO14不僅存在著寬紫外帶吸收，在可見光區(qū)域也有弱吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在500 nm左右。對(duì)Ni1．5Ti5NbO14在723 K下焙燒2h，得到的樣品同樣具有層狀結(jié)構(gòu)，樣品在紫外區(qū)域的吸收帶相對(duì)于K3Ti5NbO14的紫外吸收帶發(fā)生紅移，吸收帶邊出現(xiàn)在418nm，并且在可見光區(qū)域產(chǎn)生較強(qiáng)的吸收，其吸收帶邊出現(xiàn)在540 nm。 當(dāng)Ni1．5Ti5NbO14對(duì)甲硫醇吸附

4、后，在太陽光下即可發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生磺酸酯類化合物。經(jīng)過紫外光照射后，除了可能含有磺酸酯類化合物，可能還有含-COO-官能團(tuán)的化合物存在。這表明在紫外光照射下甲硫醇的C-S鍵斷裂，并且C、S均被氧化。經(jīng)過焙燒的Ni1．5T15NbO14在太陽光和空氣都存在的情況下也可將甲硫醇氧化為含有S=O官能團(tuán)的化合物。然而在吸附過后直接進(jìn)行紫外光照射，會(huì)因?yàn)闆]有吸附水與羥基，沒有空氣，紫外輻射下體系溫度升高導(dǎo)致甲硫醇發(fā)生解吸現(xiàn)象，氧化反應(yīng)不能發(fā)生。