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纳米矿物材料负载TiO22在污水处理中的研究进展术

来源:印染在线 发布时间:2011年08月19日

前驱体固定法按纳米TiO2形成过程可分为溶胶一凝胶法、水解沉淀法、化学气相沉积法、液相沉积法和电沉积法等。其中研究最多、最常用的方法是溶胶一凝胶法和水解沉淀法。

Bhattacharyya等用so1一gel法制备了TiO2/沸石复合光催化材料,用于降解偶氮染料和甲基橙的混合溶液,结果显示复合光催化剂明显优于P25TiO2,粉体。N.R.Nene等以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法在海泡石粉体上负载纳米l'iO,以甲醛的乙酰丙酮溶液为处理对象,在紫外光照射情况下,2h后甲醛去除率达到98%。溶胶一凝胶法一般是以有或无机机钛为原料,其工艺简单、条件温和,但成本较高实验周期较长,与实际应用有一定的差距;沉淀法反应条件相对容易控制,但是制备TiO2的粒度分布较宽,且不易分布均匀。近年来,通过离子液体来制备复合纳米材料成为一种新的方法。谢洪学等通过离子液体制备了TiO2/蒙脱石纳米复合材料,结果表明,复合材料有很好的稳定性,纳米TiO2,有更小的粒径;当煅烧温度为40O℃时,复合材料性能最佳,光照150min,催化剂对甲基橙的降解率为100%。

4负载纳米二氧化钛的新趋势

4.1微波技术

随着微波技术不断的发展和完善,传统的加热和干燥方法开始被微波所替代,将微波与负载技术相结合是制备非金属纳米矿物/纳米0,复合材料的新的途径。余定华等采用微波辐射加热法制备出负载型TiO2/丝光沸石光催化剂,实验显示,微波法制备的负载样品具有更小的晶粒,有明显的量子效应,比传统加热法制备的样品具有更好的催化活性。负载量为30%,微波辐射时间为10rain+10rain的样品催化剂对苯酚光催化降解具有最件的催化性能。

4.2金属、稀土金属或非金属掺杂

通过掺杂,引入杂质使TiO2:晶体表面产生缺陷,或改变结晶度,从而扩大了其埘光的响应范围,促使光生电子一空穴的有效分离,提高了光催化活性。有研究曾表明,掺人离子的电位一般要与TiO2的价带和导带相一致,离子半径与Ti相差不大且具有较多电子充满的离子对提高光催化效果有明显的作用;高价的离子掺杂的效果好于低价离子。

郭莉等以活性白土为载体,采用溶胶法合成了稀土掺杂TiO2一活性白土复合光催化剂,实验结果表明,四种稀土掺杂均能显著提高光的催化活性,其中掺杂Tm30+和Sm3+的催化剂活性较高;分析显示,适量稀土掺杂使得复合光催化剂中纳米TiO2粒子明显变小,且拓宽了光谱响应范围;Tm“的最佳掺杂量为0.1%(物质的量百分比),其复合光催化剂对卷烟厂蒸叶废水COD去除率达到79.1%,目J催化剂易沉降分离、重复使用5次后仍能保持较高的光催化活性。

5结语

将纳米TiO2,光催化剂进行负载,最初目的是为了解决废水处理中粉体在悬浮体系中回收分离困难,存在二次污染等问题,但随着对负载型纳米氧化钛的深入研究,其表现出越来越多的特殊性质,促进了光催化的效率,表现出广阔的应用前景。非金属矿物纳米材料因其特殊的结构而具有比表面积大、稳定性好、离子交换和吸附能力强等特点,成为纳米TiO2的理想催化剂载体。

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