可见光响应硅藻土@(C+TiO2)纳米复合光催化剂的构建、结构和应用基础研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmnlmnbalance
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TiO2光催化技术是一种新型的环境治理技术,可以广泛应用于污水处理、空气净化、抗菌等领域。TiO2因为具有无毒无害、价格经济、光催化效率高以及没有二次污染等优点,成为了环保方面的研究热点。但是TiO2光催化剂在实际的应用当中仍然存在许多问题,纳米TiO2光催化剂易团聚且经紫外光照后具有超亲水性和高分散性,难以回收;锐钛矿型TiO2光催化剂只能利用5%左右的可见光,对可见光的响应极低。针对以上问题,采用负载和掺杂等手段是行之有效方法。以精制硅藻土为载体,TBOT为钛源,无水CaCl2作为TiO2分散的阻隔剂,采用溶胶-凝胶法制备了硅藻土@TiO2复合光催化剂,实验证明,无机阻隔剂能够使得二氧化钛较好的分散在硅藻土的表面和孔道中,高温煅烧时,二氧化钛会发生晶型转化,550℃二氧化钛晶型最佳,硅藻土负载二氧化钛能够使得复合光催化剂的禁带宽度减小至2.98eV,TiO2与硅藻土的结合方式既有物理结合,也有化学键结合,使得二者的结合性较好。当TBOT/CaCl2质量比为1:1.25时,TiO2在硅藻土表面和孔道中的分散性最好,煅烧温度为550℃所制的的复合光催化剂晶型最好。因此,最佳的制备工艺是TBOT/CaCl2质量比为1:1.25,煅烧温度为550℃所制的的复合光催化剂的降解率为94.7%,回收并继续降解5次之后得到的复合光催化剂的降解率为88.3%,仍然优于纯TiO2光催化剂的降解率。以TBOT为钛源,碳化葡萄糖为碳源,精制硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法和原位碳化法制备了硅藻土@(C+TiO2)复合光催化剂,实验证明,C的加入能够进一步降低复合光催化剂的禁带宽度至2.74eV,并且C对亚甲基蓝溶液有着特性吸附的作用,能显著提高复合光催化剂得吸附性能,使得光催化剂附近的亚甲基蓝溶液浓度升高,提高光催化剂的催化活性;C和二氧化钛之间是以C-O-Ti键的方式结合,稳定性良好;最佳制备工艺是负载C量为20%,负载方法为先负载C后负载TiO2,煅烧方法为埋碳法,所制得复合光催化剂降解率为96.4%,回收并继续降解5次之后得到的复合光催化剂的降解率为86.3%。
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