前驅(qū)體固定法按納米TiO2形成過(guò)程可分為溶膠一凝膠法、水解沉淀法、化學(xué)氣相沉積法、液相沉積法和電沉積法等。其中研究最多、最常用的方法是溶膠一凝膠法和水解沉淀法。
Bhattacharyya等用so1一gel法制備了TiO2/沸石復(fù)合光催化材料,用于降解偶氮染料和甲基橙的混合溶液,結(jié)果顯示復(fù)合光催化劑明顯優(yōu)于P25TiO2,粉體。N.R.Nene等以四氯化鈦為前驅(qū)體,采用水解沉淀法在海泡石粉體上負(fù)載納米l'iO,以甲醛的乙酰丙酮溶液為處理對(duì)象,在紫外光照射情況下,2h后甲醛去除率達(dá)到98%。溶膠一凝膠法一般是以有或無(wú)機(jī)機(jī)鈦為原料,其工藝簡(jiǎn)單、條件溫和,但成本較高實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng),與實(shí)際應(yīng)用有一定的差距;沉淀法反應(yīng)條件相對(duì)容易控制,但是制備TiO2的粒度分布較寬,且不易分布均勻。近年來(lái),通過(guò)離子液體來(lái)制備復(fù)合納米材料成為一種新的方法。謝洪學(xué)等通過(guò)離子液體制備了TiO2/蒙脫石納米復(fù)合材料,結(jié)果表明,復(fù)合材料有很好的穩(wěn)定性,納米TiO2,有更小的粒徑;當(dāng)煅燒溫度為40O℃時(shí),復(fù)合材料性能最佳,光照150min,催化劑對(duì)甲基橙的降解率為100%。
4負(fù)載納米二氧化鈦的新趨勢(shì)
4.1微波技術(shù)
隨著微波技術(shù)不斷的發(fā)展和完善,傳統(tǒng)的加熱和干燥方法開(kāi)始被微波所替代,將微波與負(fù)載技術(shù)相結(jié)合是制備非金屬納米礦物/納米0,復(fù)合材料的新的途徑。余定華等采用微波輻射加熱法制備出負(fù)載型TiO2/絲光沸石光催化劑,實(shí)驗(yàn)顯示,微波法制備的負(fù)載樣品具有更小的晶粒,有明顯的量子效應(yīng),比傳統(tǒng)加熱法制備的樣品具有更好的催化活性。負(fù)載量為30%,微波輻射時(shí)間為10rain+10rain的樣品催化劑對(duì)苯酚光催化降解具有最件的催化性能。
4.2金屬、稀土金屬或非金屬摻雜
通過(guò)摻雜,引入雜質(zhì)使TiO2:晶體表面產(chǎn)生缺陷,或改變結(jié)晶度,從而擴(kuò)大了其塒光的響應(yīng)范圍,促使光生電子一空穴的有效分離,提高了光催化活性。有研究曾表明,摻人離子的電位一般要與TiO2的價(jià)帶和導(dǎo)帶相一致,離子半徑與Ti相差不大且具有較多電子充滿的離子對(duì)提高光催化效果有明顯的作用;高價(jià)的離子摻雜的效果好于低價(jià)離子。
郭莉等以活性白土為載體,采用溶膠法合成了稀土摻雜TiO2一活性白土復(fù)合光催化劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,四種稀土摻雜均能顯著提高光的催化活性,其中摻雜Tm30+和Sm3+的催化劑活性較高;分析顯示,適量稀土摻雜使得復(fù)合光催化劑中納米TiO2粒子明顯變小,且拓寬了光譜響應(yīng)范圍;Tm“的最佳摻雜量為0.1%(物質(zhì)的量百分比),其復(fù)合光催化劑對(duì)卷煙廠蒸葉廢水COD去除率達(dá)到79.1%,目J催化劑易沉降分離、重復(fù)使用5次后仍能保持較高的光催化活性。
5結(jié)語(yǔ)
將納米TiO2,光催化劑進(jìn)行負(fù)載,最初目的是為了解決廢水處理中粉體在懸浮體系中回收分離困難,存在二次污染等問(wèn)題,但隨著對(duì)負(fù)載型納米氧化鈦的深入研究,其表現(xiàn)出越來(lái)越多的特殊性質(zhì),促進(jìn)了光催化的效率,表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。非金屬礦物納米材料因其特殊的結(jié)構(gòu)而具有比表面積大、穩(wěn)定性好、離子交換和吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn),成為納米TiO2的理想催化劑載體。
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