太阳光下TiO_2_SiO_2气凝胶复合光催化剂光催化降解2_4_二硝基酚

冯娟 | -> | 667| 0| 0.377528MB |二氧化钛,二氧化硅,气凝胶,光催化剂,2,4

冯娟 冯娟 | 文档量 |浏览量10840

摘要:以正硅酸乙酯( TEOS) 为原料,采用溶胶-凝胶法( sol-gel) 和常压干燥法制备SiO2气凝胶,在此基础上,将硅气凝胶掺杂进入TiO2溶胶中制备出TiO2 /SiO2气凝胶复合光催化剂. 利用XRD、TEM 和FI-IR 等技术对其晶型、形貌和结构进行表征,研究了太阳光下TiO2 /SiO2气凝胶复合光催化剂对2,4
-二硝基苯酚( DNP) 的光催化降解性能. 结果表明, 500℃焙烧后的TiO2 /SiO2气凝胶复合材料对DNP 溶液的吸附率和光降解率明显优于纯TiO2样品,加入7. 5%( 质量分数) SiO2气凝胶的复合光催化剂表现出最佳的光催化活性. 根据Langmuir-Hinshelwood 方程,在低浓度下光催化降解DNP 的反应符合一级反应动力学.
    2,4-二硝基酚( DNP) 作为杀虫剂、除草剂、阻聚剂等被广泛地应用于工农业生产中( 菅秀君等,2000) . 在DNP 生产和使用过程中,会产生大量难以降解的有机废水,对人类和环境造成极大危害. DNP属于美国EPA 规定的优先控制污染物( Uberoiet al.,1997) ,因此对含DNP 废水的治理研究具有重要的现实意义.
    纳米二氧化钛光催化剂具有化学稳定性好、无毒、低成本等特点. 研究表明,二氧化钛在紫外光照射下对硝基酚类持久性有机污染物具有较强的降解能力,已成为近年来污染治理技术的研究热点
( Wang et al. ,1997; Eberlein et al. ,2002; 常江等,2009) . TiO2光催化反应属于非均相反应,反应在催化剂的表面进行,所以催化剂对污染物的吸附是影响其催化降解性能的重要因素. 但是,传统TiO2光催化剂比表面积小,吸附能力差,限制了光催化技术的进一步发展和应用. 本文基于SiO2气凝胶多孔性、大比表面积和高孔隙率的特点( Hüsing et al. ,1998) ,利用溶胶-凝胶法制备出TiO2 /SiO2气凝胶复合光催化材料. 在此基础上,以自然太阳光为光源,系统考察了TiO2 /SiO2
气凝胶复合光催化剂对DNP的光催化降解性能,以期望提高TiO2对有机污染物的吸附性能和光催化活性,为拓展TiO2光催化材料的应用范围和领域提供方法与途径.
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