负载型TiO2光催化剂

1、负载型负载型TiO2光催化剂光催化剂一一研究意义研究意义l随着科技发展和人类文明的进步，环境问题日益严重，环境保护和可持续发展成为人们必须考虑的问题。为此人们研究了许多处理废水和净化空气的方法，多相纳米半导体光催化技术是近年来颇受关注的新技术。纳米半导体在光的照射下，通过把光能转化为化学能，促进化合物的降解，这一过程称为光催化降解，该技术具有快速，无选择性，降解完全等优点，为解决环境问题开辟了新途径。二二研究现状研究现状l1.负载型TiO2光催化剂载体类型 1)吸附剂类 2)玻璃类 3)陶瓷类 4)其他二二研究现状研究现状l2.目前负载型TiO2光催化剂制备方法 1)物理负载法 a.粉体烧结法

2、 b.热/胶粘法 2)化学负载法 a.溶胶- 凝胶法 b.离子交换法二二研究现状研究现状 c.液相沉积法 d.交联法 e.偶联法 f.其他二二研究现状研究现状1.溶胶- 凝胶法 溶胶凝胶法是目前最常用的负载方法。李杰瑞1等用溶胶凝胶法将TiO2涂敷在普通钠钙玻璃上，以苯酚为目标污染物，研究了胶液配比、涂覆次数、升温程序等因素对以溶胶凝胶法在普通钠钙玻璃片上负载TiO2催化剂活性的影响。结果表明玻璃片表面明显负载着厚实的薄膜，最优条件下制备的TiO2颗粒粒径在100nm 左右。傅雅琴等采用溶胶凝胶法制备碳纤维负载TiO2光催化剂材料( TiO2 /CF) ，用常温氧化还原法在其表面沉积贵金属Pd

3、 粒子对其改性，制备碳纤维负载Pd TiO2的光催化剂材料( Pd TiO2 /CF) 。研究结果表明，TiO2在负载条件下光催化活性有所下降; Pd 粒子沉积可有效提高光催化活性，对于酸性橙溶液，Pd TiO2 /CF 光催化活性较TiO2 /CF 及粉末型TiO2均有明显提高。二二研究现状研究现状2.溶胶- 凝胶法的优缺点优点（1）由于溶胶凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘低粘度度的溶液，因此，就可以在很短的时间内 获得分子水平的均匀性均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）与固相反应固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一

4、般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反固相反应应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。缺点首先是目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；其次通常整个溶胶凝胶过程所需时间较长，常需要几天或儿几周：第三是凝胶中存在大量微孔微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。 二二研究现状研究现状2.水解沉淀法 该法以廉价易得的TiCl4或Ti( SO4)2等无机盐为原料，溶液中Ti2 + ，TiO2 + 通过OH 吸附在玻璃陶瓷等固体表面，进而水解析出Ti( OH)4、TiO( OH)2粒子，经干燥煅烧后得到TiO2膜。沉淀法包括直接沉淀法

5、和均匀沉淀法，陆洪斌2等以硫酸钛为钛源，采用非均相沉淀法制备二氧化钛包覆粉煤灰漂珠，并利用已包覆的二氧化钛粉煤灰配置外墙隔热涂料，研究了水解反应温度，pH 值，反应时间和理论包覆厚度对二氧化钛包覆粉煤灰漂珠隔热性能的影响。在最佳包覆条件下，TiO2在粉煤灰漂珠的表面沉淀均匀。二二研究现状研究现状3.偶联法 偶联法是利用偶联剂的粘结力直接将粉末TiO2固定在载体上，纳米TiO2光催化涂料的开发即为偶联负载法的典型应用。对于不能承受高温处理的载体，可以将纳米TiO2粉末与有机钛酸酯、羧甲基纤维素钠，环氧粘结剂，硅偶联剂等偶联剂混合均匀，直接涂敷在载体上或者与颗粒状载体混匀加热回流，实现催化剂的负载

6、。丁春生3等分别用偶联剂法将TiO2负载在不耐高温的聚丙烯多球面上和溶胶凝胶法将负载在玻璃珠上，并通过降解酸性红B 染料溶液比较了两种负载催化剂效果。偶联法工艺简单，膜牢固性较好，但因为粘结剂覆盖在部分催化剂表面，减小了其反应面积和光催化面积，导致光催化剂活性有所降低，并且偶联剂多为有机物，多次使用后可能会老化开裂，甚至剥落。二二研究现状研究现状偶联法优缺点l偶联法工艺简单，膜牢固性较好，但因为粘结剂覆盖在部分催化剂表面，减小了其反应面积和光催化面积，导致光催化剂活性有所降低，并且偶联剂多为有机物，多次使用后可能会老化开裂，甚至剥落。二二研究现状研究现状参考文献1李杰瑞，林少华，何蕙君 钠钙玻璃负载TiO2薄膜光催化性能影响因素研究J 山东建筑大学学报，2010，25( 6) : 642 6462陆洪斌，陈建华，李文丹，等 二氧化钛包覆粉煤灰漂珠的研究J 现代化工，2007，27( 2) : 200 2023丁春生，秦树林，郑遗凡等 负载TiO2光催化剂的制备表征及其降解效果J 中国矿业大学学报，2010，39( 3) : 431 436三三自制负载型自制负载型TiO2光催化剂光催化剂1.主要试剂钛酸丁酯Ti(OBu)4 无水乙醇和冰醋酸 2.TiO2溶胶制备在反应瓶中加入无水乙醇30mL，于25左右剧烈搅拌下依次滴加Ti(OBu)4 10mL（29mmol），冰