納米TiO-,2--粘土復(fù)合材料的制備及其對(duì)甲基橙的光催化降解研究.pdf

1、紫外光催化降解技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種先進(jìn)的水處理技術(shù),能破壞有機(jī)污染物,沒(méi)有二次污染,能耗和原材料消耗低,工藝簡(jiǎn)單,因而是一種很有前途的水處理方法.目前,對(duì)這種方法的理論和實(shí)驗(yàn)研究是水處理方面的熱門(mén)課題,但是直接利用納米光催化劑容易在污水中團(tuán)聚而降低其活性且不利于回收利用.將光催化劑負(fù)載在無(wú)機(jī)礦物表面,制備一定形狀的濾料,不僅提高了光催化材料的活性,也有利于回收再利用.該文針對(duì)光催化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的光催化劑的固定與活性之間的矛盾這

2、一問(wèn)題,利用酸性溶膠法制備了納米TiO<,2>/粘土復(fù)合光催化劑,并考察了制備條件對(duì)其物理結(jié)構(gòu)與光催化效能的影響;在此基礎(chǔ)上,研究了光催化降解有機(jī)污染物甲基橙的能力.單純的納米TiO<,2>在廢水處理中由于部分顆粒團(tuán)聚,降低降解效率,部分懸浮在水溶液中,難以回收而造成二次污染.納米TiO<,2>/粘土復(fù)合光催化劑是將TiO<,2>固定在粘土礦物的表面形成納米薄層或分散均勻的TiO<,2>納米晶體.該礦物復(fù)合材料兼具多孔性、高比表面積、光

3、活性和容易回收反復(fù)利用等特性.該文對(duì)納米TiO<,2>/粘土復(fù)合光催化劑的酸性溶膠合成、表征及其光催化活性進(jìn)行了一系列的研究.X射線衍射(XRD)測(cè)試表明,多次涂覆TiO<,2>高嶺土表面形成了TiO<,2>膜,但是其晶形不好,近似于無(wú)定形TiO<,2>;紅外光譜(IR)分析發(fā)現(xiàn),Si-O-Si發(fā)生了偏移,但是沒(méi)有Si-O-Ti形成;進(jìn)一步的高分辨率透射電鏡分析研究發(fā)現(xiàn),在涂覆一次的復(fù)合材料中的大部分高嶺石表面未被TiO<,2>覆蓋,只

4、有少部分高嶺石的表面被TiO<,2>納米顆粒覆蓋.TiO<,2>納米顆粒主要吸附在高嶺石的邊緣和棱角處;隨著涂覆次數(shù)的增加,有更多由納米TiO<,2>顆粒形成的結(jié)晶聚合體,大部分還是附著在高嶺石表面,不僅在其端面及邊緣處,而且在高嶺石表面上也出現(xiàn)了TiO<,2>結(jié)晶聚合體;經(jīng)過(guò)四次涂覆的高嶺土/納米TiO<,2>復(fù)合材料,TiO<,2>納米顆粒結(jié)晶聚合體有些不與高嶺石顆粒相連,但大部分附著在高嶺石的表面和端面.其中一些高嶺石的結(jié)構(gòu)發(fā)生破