楊木纖維模板C-TiO2復(fù)合材料制備及其性能.pdf

1、二氧化鈦由于其具有無毒、價(jià)格低廉、良好的光催化性能等特點(diǎn)，納米二氧化鈦材料成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。納米二氧化鈦回收難度大，楊木纖維制備工藝簡(jiǎn)單，易得。因此本文以楊木纖維為模板，制備了楊木纖維活性炭材料、楊木纖維C/TiO2復(fù)合材料、楊木纖維活性炭/TiO2復(fù)合材料。以SEM、XRD、TG、DSC、FTIR、Raman和氮?dú)獾葴匚皆囼?yàn)等對(duì)材料進(jìn)行表征分析，并測(cè)試其性能。研究結(jié)果表明：
　?。?）楊木纖維活性炭的最佳制備工藝為：10

2、0mM的TBOT溶液浸漬24h，950℃氮?dú)夥諊蚂褵?h。炭化得到的楊木纖維活性炭，BET比表面積為631.4m2/g，孔徑分布中孔為1-50nm，大孔為50-100μm，具有良好的吸附性能，依據(jù)國(guó)標(biāo)測(cè)得的亞甲基藍(lán)吸附量為163mg/g。通過TG分析，材料的熱穩(wěn)定性良好，著火點(diǎn)溫度約為420℃，最快燃燒溫度約為600℃，燃盡溫度約為650℃。
　　（2）楊木纖維C/TiO2復(fù)合材料的最佳制備工藝為：TBOT濃度100mM，

3、表面溶膠-凝膠法，450℃通氮?dú)獗Ｗo(hù)性煅燒，保溫1h。制備的復(fù)合材料通過SEM掃描電鏡觀察，保留了原有纖維的形貌特征，負(fù)載二氧化鈦顆粒粒徑約為10nm。Raman和XRD圖譜顯示，材料中楊木纖維在高溫煅燒過程出現(xiàn)了部分石墨化，負(fù)載的二氧化鈦經(jīng)450℃煅燒后為銳鈦礦型。通過TG分析，材料熱穩(wěn)定性良好，空氣中最大燃燒溫度約為447.4℃；通過DSC分析，材料炭化過程中，在271℃材料中鈦酸四丁酯向二氧化鈦轉(zhuǎn)變，325℃時(shí)纖維素降解產(chǎn)生大量的

4、分解產(chǎn)物并放出反應(yīng)熱，400.4℃后二氧化鈦開始由無定形態(tài)向銳鈦礦型進(jìn)行轉(zhuǎn)變；通過FTIR分析，材料含有表面羥基，在580cm-1處測(cè)得的吸收峰也表明材料中含有銳鈦礦型二氧化鈦。材料具有良好的光催化性能，光照180min后，可將濃度為10mg/L的亞甲基藍(lán)溶液降解掉58.61％。
　　（3）楊木纖維活性炭/TiO2復(fù)合材料通過兩步煅燒制備完成。第一步經(jīng)過20mM的TBOT溶液浸漬后，950℃通氮?dú)忪褵玫綇?fù)合材料基體。第二步利用表

5、面溶膠-凝膠法，100mM的TBOT，通氮?dú)?50℃煅燒，保溫1h。通過SEM掃描電鏡觀察，復(fù)合材料含有大量孔隙，負(fù)載得到的二氧化鈦粒徑約為20nm，達(dá)到納米尺寸；通過XRD分析，第一步950℃煅燒得到的復(fù)合材料基體中含有少量金紅石型二氧化鈦，第二步450℃煅燒得到的復(fù)合材料中二氧化鈦成功實(shí)現(xiàn)了由凝膠態(tài)向銳鈦礦型的轉(zhuǎn)變；通過TG分析，材料熱穩(wěn)定性良好，在空氣中最大燃燒溫度為528.94℃；通過FTIR分析，材料中含有表面羥基，同時(shí)成功負(fù)