常壓干燥法制備TiO2氣凝膠.pdf

1、TiO2氣凝膠作為一種具有優(yōu)異性能的輕質(zhì)多孔固體材料，已成為當今研究熱點之一。TiO2氣凝膠除了具有負載型TiO2粉體材料良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的電學、光學和力學等性能，還有高比表面積和孔隙率、高催化活性和吸附性以及易回收等獨特的優(yōu)異性能。TiO2氣凝膠在空氣凈化、廢水處理以及有機污染物的光催化降解等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，是一種極具發(fā)展前景的綠色環(huán)保型光催化材料。
　　 本文以鈦酸丁酯為鈦源，甲酰胺為干燥控制化學添加劑(D

2、CCA)，并經(jīng)溶膠-凝膠法以及常壓干燥后續(xù)處理工藝，實現(xiàn)了塊體TiO2氣凝膠的常壓干燥法制備。研究了不同原料配比以及常壓干燥后處理工藝對TiO2氣凝膠結(jié)構(gòu)性能的影響，得到了常壓干燥法制備TiO2氣凝膠的最佳工藝，其最佳工藝如下:原料配比（摩爾比）為鈦酸丁酯∶乙醇∶水∶無水乙酸（有機配體）∶無水乙酸（催化劑）∶甲酰胺=1.0∶21.0∶4.0∶0.5∶2.0∶0.8;常壓干燥工藝的后處理過程中，選用乙醇作為老化液，使用摩爾比為5.0∶2.

3、0的H2O/EtOH混合液進行老化，并采用摩爾比為1.0∶4.0的TEOS/EtOH混合母液進行表面修飾，所制備的TiO2氣凝膠性能較好，其凝膠時間為60min，表觀密度為0.18g·cm-3，比表面積為573.4m2·g-1，孔容為0.72cm3·g-1，平均孔徑為19.2nm。
　　 本文研究了甲酰胺作為干燥控制化學添加劑對TiO2氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響。采用BET、SEM、XRD及FT-IR等檢測方法對樣品結(jié)構(gòu)性能進行表征。

4、結(jié)果表明:采用甲酰胺作為干燥控制化學添加劑制備TiO2氣凝膠，可縮短凝膠時間、減小表觀密度、提高比表面積以及防止凝膠開裂。甲酰胺與鈦酸丁酯摩爾比為0.8時，制備出的塊體TiO2氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)最佳。該樣品表觀密度為0.18g·cm-3，比表面積為579.6m2·g-1，平均孔徑為19.4nm，經(jīng)850℃高溫處理后表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定及光催化性能。
　　 采用溶膠-凝膠法制備碳納米管(CNTs)摻雜TiO2復(fù)合醇凝膠，并結(jié)合常壓干燥等

5、后續(xù)工藝，實現(xiàn)了CNTs摻雜TiO2塊體氣凝膠的常壓干燥法制備。采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS、DSC及FT-IR等對樣品進行表征。結(jié)果表明:制備態(tài)CNTs摻雜TiO2氣凝膠晶型為無定型，表觀密度為0.20g·cm-3，比表面積為601.7m2·g-1;在氮氣保護下，經(jīng)950℃熱處理后，比表面積為136.8m2·g-1，TiO2以銳鈦礦相存在，且均勻密集包覆在CNTs表面，對甲基橙光催化降解具有較高光催化活性。CNTs-Ti