納米二氧化鈦-蒙脫土復(fù)合材料的制備及其催化活性研究.pdf

1、蒙脫土是一類具有納米層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，由于具有陽(yáng)離子交換性和可作為二維限域反應(yīng)器的內(nèi)表面，被廣泛用作催化劑載體材料，特別適用于制備負(fù)載于其上的具有窄粒徑和高分散性的納米金屬或半導(dǎo)體粒子。在本論文中，我們利用層狀蒙脫土的這些優(yōu)異性能，采用插層組裝的方法制備出了系列具有良好分散性和熱穩(wěn)定性的納米金屬/蒙脫土和納米二氧化鈦/蒙脫土復(fù)合材料，并對(duì)其制備工藝、結(jié)構(gòu)和催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 研究表明以蒙脫土為載體，氯化鈀為鈀源，硼氫

2、化鉀為還原劑，乙醇和水的混合溶液作溶劑可以合成出鈀粒徑大小為10-20nm，均勻分散于剝離后蒙脫土片層上的的高分散納米鈀/蒙脫土復(fù)合催化劑，發(fā)現(xiàn)該催化劑具有優(yōu)異的室溫降解亞甲基藍(lán)的性能。通過(guò)催化活性評(píng)價(jià)，并結(jié)合X光衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)表征結(jié)果，表明納米鈀在蒙脫土上的分散性和負(fù)載量是影響其催化活性的主要因素。 研究還表明以蒙脫土為載體，利用四氯化鈦水解法將納米TiO<,2>引入蒙脫土層間，經(jīng)500℃煅燒后得到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

3、的TiO<,2>柱撐蒙脫土(TiO<,2>/MMT)，再通過(guò)化學(xué)還原法將金屬鈀負(fù)載于其上，合成出了載鈀/二氧化鈦柱撐蒙脫土復(fù)合光催化劑(Pd-TiO<,2>/MMT)。光催化測(cè)試表明，Pd-TiO<,2>/MMT和TiO<,2>/MMT復(fù)合催化劑具有比商用TiO<,2>(P25)更高的降解亞甲基藍(lán)活性。 以六亞甲基四胺為沉淀劑，以TiCl<,3>為前驅(qū)體，通過(guò)醇-水溶劑熱的方法合成出二氧化鈦柱撐蒙脫土復(fù)合納米光催化劑，通過(guò)XRD

4、、TEM、BET、AAS等對(duì)其物相組成、顆粒形貌、比表面積及元素含量等進(jìn)行了表征，研究了不同TiCl<,3>和蒙脫土配比合成的催化劑對(duì)降解亞甲基藍(lán)的光催化活性的影響。結(jié)果表明，TiCl<,3>前驅(qū)體柱化劑能很好地?fù)伍_(kāi)蒙脫土的片層，形成良好的介孔結(jié)構(gòu)，其孔徑分布集中在6～10nm，并且使制得的層柱蒙脫土的比表面積明顯增大。當(dāng)TiO<,2>/MMT=0.2：1時(shí)，復(fù)合催化劑由于柱化后具有較大的比表面積和適當(dāng)?shù)目追植级憩F(xiàn)出最好的光催化活性；