J.Retuert等以鈦酸異丁醋為前驅體,在比表面積分別為250m/g和191qq/g的SiO2載體上進行浸涂溶膠,經熱處理后制備TiO2:/SiO:復合體,研究顯示,具有較大比表面積的SiO2在包覆后其表面積略有減少,而比表面積在包覆前后則沒有變化;表層的TiO2,在700℃熱處理6h后開始由無定形態向銳鈦礦型轉變。
2.3復合納米礦物材料載體
復合納米礦物材料是將礦物材料等與其他材料經物理或化學加工而成的無機一無機或無機一有機復合納米材料。它不僅大幅度提高了材料的力學性能,還賦予了基體材料一些其他的新的功能。
王召東等選擇高嶺石作為載體制備納米TiO2:光催化復合材料,并以直接熱合的方式與FeO進行復合,結果表明該復合光催化劑有效拓寬了納米TiO2的光吸收范圍;以偶氮染料廢水為處理對象,當催化劑添加量2g/100mL,廢水初始pH=4,在紫外光和太陽光下6h后其降解脫色率分別達到了98.4%和62.5%
3載體/納米TiO22復合體的制備工藝
納米TiO2負載的方法有很多,對國內外的文獻進行統計,以非金屬納米礦物材料為載體,其負載的方法大體可歸納為兩類:(1)將高活性納米TiO2粉末通過浸漬、擴散、偶聯、研磨等各種手段固定在載體上;(2)利用前驅體(如TiC1、Ti(OCH。)等)經過一系列物理或化學反應固定在載體上。
3.1活性粉末固定法
活性粉末固定法根據黏附的機理不同又可分為浸漬法、偶聯劑法、包覆法等。
浸漬法相對來講原理和操作更簡單,是將活性納米TiO2粉末均勻分散在粘結劑中形成懸濁液,而后將載體浸在懸濁液中混合均勻后,再經烘干、燒結等步驟實現光催化劑的固定化。這種方法在燒結過程中,TiO2分子和載體之間可以產生化學鍵,結合力比較大,穩定性較好。
偶聯劑法是用偶聯劑或各種粘合劑將載體和粉末納米TiO2粘合在一起,實現納米TiO2的固定。這種方法可以用在其他方法受到限制的載體上。
包覆法是在載體未成型前把納米TiO2粉末加入到載體原料中,混合均勻,在載體成型過程中將TiO2粉末包覆其中,再經干燥、高溫燒結。
陳金媛等用焦硫酸鉀熔融/浸漬法制備高效二氧化鈦/膨潤土復合光催化材料,結果表明,該方法制備的復合體鈦的含量比用溶膠法制的要低很多;催化劑用量在20~90mg/25mL染料廢水時,相同用量的催化劑,熔融/浸漬法制得的復合體對活性艷紅的降解效果明顯好于后者;當用量為70mg/25mL染料廢水時,染料廢水的脫色率達93.6%。Gao等用浸漬法在SiO2表面包覆一層分散狀態的TiO2。,研究發現,SiO:表面的一OH數、浸漬時間是影響TiO2粉末分散狀態和負載量的主要因素。文明等采用濕式研磨法制備了蛋白土/納米TiO2:復合材料,實驗表明,研磨時間為15rain,分散劑用量為0.3%,TiO2用量10%,液固比為4:1時復合材料催化性能最佳。
3.2前驅體固定法
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