外負(fù)載TiO2-Ce-AC復(fù)合體的制備及其光催化性能研究.pdf

1、本文全面論述了TiO2光催化原理、影響其光催化性能的因素、提高光催化性能的途徑、及TiO2光催化劑在環(huán)保方面的應(yīng)用。針對(duì)TiO2基光催化劑存在的不足及光催化技術(shù)實(shí)用化的發(fā)展要求，制備出具有很高光催化活性的外負(fù)載結(jié)構(gòu)的TiO2-Ce/Csurf復(fù)合納米材料。該方法首先以活性炭為模板，通過(guò)超臨界流體沉積技術(shù)對(duì)活性炭載體進(jìn)行預(yù)處理。再以此為雙模板，采用溶膠-凝膠法和熱處理，實(shí)現(xiàn)納米Ce-TiO2顆粒只在多孔活性炭表面負(fù)載，而載體恢復(fù)原有空隙微

2、觀結(jié)構(gòu)特性。通過(guò)掃描電鏡、熱重-差熱、X-射線衍射和紫外漫反射等手段對(duì)不同條件下制備樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌和晶型進(jìn)行了表征。以亞甲基藍(lán)溶液(MB)為標(biāo)準(zhǔn)模擬污染物，考察實(shí)驗(yàn)條件對(duì)其降解MB光催化性能影響。另外，采用超臨界流體沉淀法制備了TiO2/活性炭(TiO2/AC)復(fù)合體，并探討了超臨界流體吸附動(dòng)力學(xué)。
　　在超臨界溫度分別為35℃、45℃和55℃下，通過(guò)活性炭對(duì)乙醇和正丁醇的吸附，發(fā)現(xiàn)了活性炭吸附乙醇和正丁醇的最佳吸附時(shí)間

3、是300min，最佳吸附溫度為45℃；乙醇和正丁醇達(dá)到飽和吸附量分別為1109.2 mg·g-1和725 mg·g-1；乙醇和正丁醇平衡質(zhì)量濃度290.9 mg·L-1和381mg·L-1?；钚蕴繉?duì)乙醇的吸附效果比正丁醇的吸附效果要好。
　　通過(guò)超臨界預(yù)處理和溶膠-凝膠法制備的外負(fù)載TiO2-Ce/Csurf復(fù)合體，顆粒的平均粒徑為25nm左右，比TiO2粉體小。鈰離子的摻雜阻礙了TiO2由銳鈦礦型向金紅石型的轉(zhuǎn)變，使相轉(zhuǎn)變溫度升

4、高，并且抑制了TiO2晶粒生長(zhǎng)。隨著熱處理溫度的升高，TiO2-Ce/Csurf的光催化性能先增大后降低。600℃下制備的外負(fù)載TiO2-Ce/Csurf的催化活性比體負(fù)載Ce-TiO2/AC大，這主要?dú)w功于其大的比表面積。由于Ce粒子摻雜和AC載體的雙協(xié)同作用使得TiO2-Ce/Csurf降解亞甲基藍(lán)的光催化活性比TiO2/AC、Ce-TiO2+AC混合體和P25強(qiáng)，并且使用后的催化劑仍具有較強(qiáng)的催化活性。
　　TiO2-Ce/