纳米TiO2的化学性质稳定、无毒,是极具应用潜力和开发价值的一种光催化剂,在废水处理、空气净化、抗菌、自清洁、防紫外等领域得到广泛的应用.[1-2]但由于材料本身的一些缺陷,如在使用中易团聚、对有害气体及有机污染物的吸附性较差等,应用面也存在一定的局限.将具有良好吸附性能和离子交换性能的羟基磷灰石(HAP)与纳米TiO2光催化剂结合,制得HAP/纳米TiO2复合材料,利用HAP吸附有机物和微生物再由纳米TiO2进行光催化降解,形成吸附-分解的动态机制,可在一定程度上弥补纳米TiO2吸附能力弱的缺陷,有利于提高纳米TiO2的光催化效率和使用寿命,并能极大地拓展其应用范围.[3-5]
1试验
1.1材料及仪器
材料:偏钛酸(工业级,四川攀钢集团公司),浓硫酸、氨水、无水乙醇、二氯甲烷、磷酸氢二铵、硝酸钙(分析纯,成都科龙化工),去离子水(自制).11期
2.2 HAP/纳米TiO2的光响应性能由图2可见,HAP的吸收带仅出现在波长约为
仪器:KQ-100B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),UV-762紫外-可见分光光度仪(上海精密科学仪器有限公司),X射线衍射仪(荷兰飞利浦公司),DDSJ-308A电导率仪(上海雷磁厂),光催化反应器(波长为253.7 nm,20 W紫外灯,自制)等.
1.2材料制备
1.2.1纳米TiO2
取5 g偏钛酸[TiO(OH)2],加入5 mL浓硫酸,生成硫酸氧钛(TiOSO4),加热搅拌一段时间使反应完全,然后加入一定量蒸馏水,使其完全溶解.继续搅拌30 min,加入活性炭除去溶液中的杂质.在所得澄清溶液中,缓慢滴加氨水[V(氨水)∶V(蒸馏水)=1∶2],至pH=4~5,得到白色浑浊液,抽滤取滤饼,经水洗,再次将滤饼溶于2.4mL浓硫酸中,加入蒸馏水稀释,再缓慢滴加氨水至pH=
4~5,所得沉淀物经过反复水洗、醇洗,干燥后在550℃下煅烧2.5 h,即可得到锐钛矿型纳米TiO2粉末.[6-8]主要反应式为:
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1.2.2 HAP
将Ca(NO3)2溶于无水乙醇中,制成1 mol/L的硝酸钙乙醇溶液,用氨水调节pH=10~12,(NH4)2HPO4溶液也用氨水调节pH=10~12.在室温、剧烈搅拌条件下,将(NH4)2HPO4溶液缓慢滴加到Ca(NO3)2溶液中,强力搅拌30 min.室温下静置陈化24 h,使反应充分,得到白色浑浊液.经多次水洗、醇洗,将溶液中的杂质以及胶状沉淀中的水分除去,然后将干燥后的粉末放入马弗炉中,在600℃下煅烧2.5 h,得到羟基磷灰石样品.[9]
主要方程式为:10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH3·H2O→Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3+6H2O.
1.2.3 HAP/纳米TiO2复合材料
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