用于水體修復的強化傳遞型復合光催化反應器的研究.pdf

1、TiO2光催化劑因具有活性高、成本低、穩(wěn)定性好、無毒等優(yōu)點而引起人們廣泛的關注。在水體修復時，TiO2顆粒容易團聚，且回收過程繁瑣耗時，易造成二次污染。在TiO2表面組裝上無機包覆層，特別是包覆上SiO2層后形成的核殼TiO2/SiO2材料再填充到聚合物載體里可以有效解決TiO2顆粒易團聚、難回收以及損傷聚合物載體等問題。但是SiO2外殼的結(jié)構(gòu)和孔道結(jié)構(gòu)特征如孔徑尺寸、有序性和孔道指向性等對光的傳輸、有機反應物和產(chǎn)物的傳質(zhì)以及TiO2光

2、催化活性位的影響規(guī)律并沒有進行深入系統(tǒng)的研究，而這些因素都直接影響和制約著光催化的效果，是目前聚合物載體固定化TiO2技術的發(fā)展壁壘，因此在保證TiO2固定化和回收的同時，避免聚合物載體的損傷、強化光催化過程的傳質(zhì)和傳光效率具有重要的意義。
　　本論文在非離子型表面活性劑P123（(EO)20(PO)70(EO)20）、油酸（CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH）和正硅酸乙酯（TEOS）的協(xié)同作用下，在TiO2表面水解

3、形成具有間隙結(jié)構(gòu)且孔道方向沿徑向分布的有序介孔SiO2外殼后制備成有序介孔SiO2/void/TiO2光催化材料（SVT），然后將該材料均勻填充到透明的聚碳酸酯（PC）中組裝成復合光催化反應器（SVTP）。通過FT-IR、SEM、TEM、小角XRD和BET研究了SVT的形貌結(jié)構(gòu)、SiO2外殼的微觀結(jié)構(gòu)和孔道構(gòu)造等。測試結(jié)果表明SVT多呈球形，比表面積為532.5m2g-1，且包覆在TiO2表面的SiO2外殼是有序介孔材料，其孔徑約3nm

4、；通過SEM和FT-IR研究了SVTP的形貌結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明SVT均勻填充到透明的PC中；此外對SVT和SVTP的制備工藝進行了優(yōu)化和確定，并對它們光催化處理15mgL-1的甲基橙溶液的修復效果進行了考察。
　　另外，論文通過研究SVT和SVTP的組成、微觀結(jié)構(gòu)、孔道的表面/界面性質(zhì)等對光催化性能的影響規(guī)律，初步揭示了SVT和SVTP的光催化反應機制、有機反應物和產(chǎn)物的傳遞和光的傳輸過程。這些研究工作為TiO2光催化劑固定在一定的聚