国营, 金东日, 王大力, 王清珊
0 引言TiO2在环境治理方面,特别是在光催化降解 污染物方面,表现出优异的性能[1-2].目前,悬浮态 TiO2光催化剂在水中易凝聚、易失活,且使光的 穿透力受阻,尤其是处理后的光催化剂分离与回 收已成为该项技术能否工业化的关键.对于此类 问题人们通过将光催化剂负载到合适的载体上来 加以解决[3-4].目前使用的载体材料主要为有机树 脂、不锈钢材料、空心玻璃珠等,但这些材料价格 较高,难以工业化应用.因此性能优越、价格适中 的催化剂载体的研究具有重要的理论价值和实际 意义.浮石是一种天然产出的流纹质酸性火山岩, 是以SiO2、Al2O3为主要化学成分的硅酸岩石. 浮石具有多孔结构,以大孔结构为主(孔径多大于 50 nm),含有中孔和微孔.其特殊的结构能促进 TiO2光催化性能的发挥[3].本文以长白山浮石为 载体,制备了TiO2/浮石复合材料,并将其用于印 染废水处理.
1 实验部分1.1 载体浮石的预处理将载体浮石(平均粒径0.5 cm)用自来水清 洗干净,自然干燥.在使用前用超声波清洗仪处理 15 min,置于110℃烘箱中烘干.1.2 TiO2溶胶的制备将17 mL钛酸四丁酯置于分液漏斗中,在磁 力搅拌下缓慢滴入到40 mL无水乙醇中,滴完后 搅拌30 min形成A液;将10 mL冰醋酸和5 m 蒸馏水混合搅拌下缓慢滴入40 mL无水乙醇,滴 完后搅拌30 min得到B液;将A液缓慢滴入强 力搅拌的B溶液中(约需30 min),滴完后再搅拌 30 min,形成均匀透明黄色TiO2溶胶.1.3 TiO2/浮石光催化体系的制备将经过预处理的载体浮石浸渍于制备好的 TiO2溶胶中,用超声波清洗仪处理15 min,自然 陈化24 h;在干燥箱里低温烘干涂覆过TiO2的 浮石,然后将样品置于马弗炉中,缓慢升温至 500℃,焙烧3 h,自然冷却,
2 结果与讨论采用X射线衍射仪(日本理学会Rigak clmax/Ⅲ-C型,Cu靶)分析TiO2/浮石复合材料 的物相成分.X射线衍射谱线分析表明,实验所用 的TiO2/浮石复合材料主要矿物成分为非晶体 SiO2和晶体TiO2(见图1).