納米TiO2的化學性質穩定、無毒,是極具應用潛力和開發價值的一種光催化劑,在廢水處理、空氣凈化、抗菌、自清潔、防紫外等領域得到廣泛的應用.[1-2]但由于材料本身的一些缺陷,如在使用中易團聚、對有害氣體及有機污染物的吸附性較差等,應用面也存在一定的局限.將具有良好吸附性能和離子交換性能的羥基磷灰石(HAP)與納米TiO2光催化劑結合,制得HAP/納米TiO2復合材料,利用HAP吸附有機物和微生物再由納米TiO2進行光催化降解,形成吸附-分解的動態機制,可在一定程度上彌補納米TiO2吸附能力弱的缺陷,有利于提高納米TiO2的光催化效率和使用壽命,并能極大地拓展其應用范圍.[3-5]
1試驗
1.1材料及儀器
材料:偏鈦酸(工業級,四川攀鋼集團公司),濃硫酸、氨水、無水乙醇、二氯甲烷、磷酸氫二銨、硝酸鈣(分析純,成都科龍化工),去離子水(自制).11期
2.2 HAP/納米TiO2的光響應性能由圖2可見,HAP的吸收帶僅出現在波長約為
儀器:KQ-100B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司),UV-762紫外-可見分光光度儀(上海精密科學儀器有限公司),X射線衍射儀(荷蘭飛利浦公司),DDSJ-308A電導率儀(上海雷磁廠),光催化反應器(波長為253.7 nm,20 W紫外燈,自制)等.
1.2材料制備
1.2.1納米TiO2
取5 g偏鈦酸[TiO(OH)2],加入5 mL濃硫酸,生成硫酸氧鈦(TiOSO4),加熱攪拌一段時間使反應完全,然后加入一定量蒸餾水,使其完全溶解.繼續攪拌30 min,加入活性炭除去溶液中的雜質.在所得澄清溶液中,緩慢滴加氨水[V(氨水)∶V(蒸餾水)=1∶2],至pH=4~5,得到白色渾濁液,抽濾取濾餅,經水洗,再次將濾餅溶于2.4mL濃硫酸中,加入蒸餾水稀釋,再緩慢滴加氨水至pH=
4~5,所得沉淀物經過反復水洗、醇洗,干燥后在550℃下煅燒2.5 h,即可得到銳鈦礦型納米TiO2粉末.[6-8]主要反應式為:
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1.2.2 HAP
將Ca(NO3)2溶于無水乙醇中,制成1 mol/L的硝酸鈣乙醇溶液,用氨水調節pH=10~12,(NH4)2HPO4溶液也用氨水調節pH=10~12.在室溫、劇烈攪拌條件下,將(NH4)2HPO4溶液緩慢滴加到Ca(NO3)2溶液中,強力攪拌30 min.室溫下靜置陳化24 h,使反應充分,得到白色渾濁液.經多次水洗、醇洗,將溶液中的雜質以及膠狀沉淀中的水分除去,然后將干燥后的粉末放入馬弗爐中,在600℃下煅燒2.5 h,得到羥基磷灰石樣品.[9]
主要方程式為:10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH3·H2O→Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3+6H2O.
1.2.3 HAP/納米TiO2復合材料
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