TiO2/EP复合光催化材料的制备及其催化性能研究

图2　微波加热功率对催化材料性能的影响

2.3　微波加热时间对TiO2/EP催化性能的影响

从图3看出,当微波功率一定时,复合催化材料的催化效果随着微波加热时间的增加而增大。但超过5min后,复合催化材料对罗丹明B的脱除率反而逐渐变小。这可能是微波辐射的时间越长,整个反应体系的温度越高,在较高温度下二氧化钛溶胶颗粒可能与膨胀珍珠岩中的Na+、K+、Mg2+等金属离子形成钛酸盐,这些金属离子的钛酸盐是光生电子和空穴的复合中心,加快了光生电子和空穴的复合,导致TiO2/EP复合催化材料的催化活性下降。因此确定微波辐射时间不能太长,以5min为佳。

图3　微波加热时间对催化材料性能的影响

2.4　焙烧温度对TiO2/EP催化性能的影响

由图4可以看出, TiO2/EP催化性能在200~600℃范围内随着焙烧的温度升高而增强,对罗丹明B的脱除率逐渐增大;当温度高于600℃以后,其催化性能随着焙烧温度的升高而减弱。这是因为TiO2主要由金红石型、锐钛矿型二种混晶组成,当焙烧温度低于600℃时,微波制成的TiO2/EP催化材料主要以锐钛型TiO2存在,当温度高于600℃, TiO2/EP催化材料由锐钛型转化成金红石型。金红石型TiO2的折射率比锐钛型高,遮盖力和着色力也高,其比表面积小,光催化性能小;而锐钛型TiO2在可见光短波部分的反射率比金红石型高,对紫外线的吸收能力比金红石型低,光氧化催化活性比金红石型高。因此,焙烧温度在550℃为好。

图4　焙烧温度对催化材料性能的影响

2.5　焙烧时间对TiO2/EP催化性能的影响

固定微波辐射功率为250W,加热时间为5min,焙烧温度为550℃,考察不同焙烧时间对催化材料催化性能的影响,结果见图5。根据图5可知,焙烧时间在0~2h之间变化时,罗丹明B的脱色率增加很明显;当焙烧时间超过2h后,其去除率随着时间的延长趋于平稳。这说明,2h时TiO2/EP催化材料的生成反应基本完成。因此,焙烧时间以2h为宜。

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