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钛柱撑膨润土(Ti-PILC)是一类具有大层间距、稳定层状结构和光催化活性的新型层状硅酸盐纳米复合材料。Ti-PILC用于光催化处理水中污染物时,强吸附能力的膨润土基体可将污染物富集在材料表面,形成较高的初始反应浓度;层间纳米TiO2与硅酸盐片层产生界面耦合作用可提高光催化效率,显示出优异的光催化活性。论文对膨润土原矿进行提纯和钠化改型,并在钠基膨润土层间引入TiO2进行柱撑,合成了Ti-PILC;利用该材料对水中Cr(Ⅵ)进行光催化降解,初步探讨了光催化降解过程的机理。对产自辽宁、山西和巴西的三种膨润土原矿进行测试分析,选取山西土作为Ti-PILC的基体原料,并对其进行了湿法提纯和钠化改型;钠化改型的适宜工艺条件为:NaCl用量为6wt%、矿浆浓度为5wt%、钠化温度为65℃和钠化时间为3 h。以钠基膨润土和钛酸丁酯为原料,采用sol-gel法制备Ti-PILC。考察了制备过程中温度和pH值的影响,适宜的工艺条件为:柱化剂酸碱比为1/3,柱化反应温度为65℃,柱撑混合液中NaOH加入量为0.050 mol/L。借助X射线衍射分析(XRD)、热分析(TG-DSC)、红外光谱分析(IR)、扫描电镜分析(SEM)及能谱分析(EDX)等手段对柱撑前后的材料进行了表征:柱撑后前驱物中,聚合羟基钛离子进入膨润土层间,撑大了层间距,使d001值由钠基膨润土的1.284 nm增大至1.588 nm,并引起了层间性质的变化;焙烧后聚合羟基钛离子脱水脱羟,材料d001值下降至0.992 nm;柱撑样品的基本硅酸盐骨架并未发生改变,仍保持层状有序结构。紫外光照下,Ti-PILC对Cr(Ⅵ)具有较强的光催化降解能力,其中焙烧产物的催化活性更好;在Ti-PILC投加量为15 g/L、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为10 mg/L和pH=3.4的反应条件下,Cr(Ⅵ)的降解效率最高;Cr(Ⅵ)光降解还原过程可以用吸附-光致还原-脱附的反应模型来表示。