TiO2/SiO2复合光催化剂的制备及其性能的研究

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目前,TiO2/SiO2复合光催化剂大多以价格昂贵的钛酸丁酯和硅酸乙酯作为钛源、硅源,以无机钛盐、硅酸盐为原料,可以降低成本;液相水解法具有制备周期短、工艺简单、操作方便的优点;复合SiO2不仅可以提高光催化剂的吸附性能和热稳定性,而且光催化剂易于从水中分离。本文以无机钛盐、硅酸盐为原料,采用液相水解-煅烧法制备了TiO2/SiO2复合光催化剂。通过处理甲基橙模拟废水,考察了制备过程中钛源、钛与硅的摩尔比、水解反应pH值、碱的种类、煅烧温度、煅烧时间、钛的投加量等条件对光催化剂催化活性的影响。水热法相比煅烧法,具有反应均匀、晶相转化温度低的特点,因此又采用液相水解-水热法制备了TiO2/SiO2复合光催化剂,并确定了适宜的水热温度和时间。物性测试分析表明,液相水解-煅烧法、液相水解-水热法制备的光催化剂均为分散均匀的纳米级球形颗粒,具有较大的比表面积,远高于目前公认最好光催化剂P25和单一TiO2的比表面积,形成了以锐钛矿相为主的TiO2。SiO2的复合有效地抑制了TiO2晶粒的生长和晶型向不利晶相的转变,同时提高了TiO2的热稳定性。与单一TiO2及P25光催化剂的对比分析表明,液相水解-煅烧法和液相水解-水热法制备的TiO2/SiO2复合光催化剂的光催化活性均高于单一TiO2,与P25相差不大。
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