HAP/纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究

2.3 HAP/纳米TiO2复合比对二氯甲烷溶液降解的影响

不同复合比试样的电导率变化见图3.以HAP/纳米TiO2复合样品作为光催化剂,在紫外光照射下,二氯甲烷(DMC)发生光催化降解,产生多种中间产物.在二氯甲烷的水溶液中,对溶液电导率有贡献的物质包括:有机酸、氢离子、氢氧离子和盐酸.由于降解中间产物在光催化反应过程中呈动态变化,在不断消耗和生成,故该溶液体系中真正对电导率产生稳定贡献的是盐酸中的氢离子和氯离子.如图3所示,当羟基磷灰石包覆量太少,对纳米TiO2表面性质和光催化性能影响不明显,对应二氯甲烷溶液的电导率变化值不大;当m(HAP)∶m(纳米TiO2)=98∶2时,

HAP/纳米TiO2复合材料对二氯甲烷溶液的光降解能力较强;包覆量过多,纳米TiO2光催化效能反而降低.因为表面包覆的HAP遮挡了外界的紫外光,使得纳米TiO2不能受到激发产生光催化活性,同时HAP还阻挡了纳米TiO2与二氯甲烷的接触,使得接触面即有效催化面积减小.[12]因此,优选HAP/纳米TiO2复合比m(HAP)∶m(纳米TiO2)=98∶2.

3结论

(1)以偏钛酸为原料制得的纳米TiO2为纯锐钛矿型,其粒径大小约为13 nm.以Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4为原料制备的HAP为纯HAP相.

(2)通过HAP/纳米TiO2复合材料对二氯甲烷的光催化降解表明,较佳m(HAP)∶m(纳米TiO2)=98∶2.经XRD分析,确定制备的HAP/纳米TiO2中存在晶相完整的锐钛矿型纳米TiO2与HAP;由UV-vis光谱分析可知,HAP/纳米TiO2复合材料与单一的纳米TiO2或HAP比较,其吸光限发生了红移,光响应性能提高.

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