TiO2-炭復合材料制備及其光催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦光催化作為一項新的研究領(lǐng)域，因其無毒、光催化活性高、氧化能力強、化學穩(wěn)定性好等特點，不僅具有前沿性且有極大的應用潛力。但是其存在如量子產(chǎn)率低、太陽能利用率低、吸附性能差等缺陷，特別是在液相光催化反應中不易回收，難以進行二次利用，提高了生產(chǎn)成本。本文研究將光催化劑負載在活性炭上，通過載體的吸附富集作用提高光催化傳質(zhì)效率，并通過板材負載實現(xiàn)光催化材料的回收。
　　本文采用水熱碳化、氮氣氣氛和隔絕空氣條件下熱解分別制取炭質(zhì)材料，

2、研究表明，在臥式管式爐上、氮氣氣氛下制備的活性炭吸附性能最好，并發(fā)現(xiàn)了不同原料的最佳活化劑炭比、炭化溫度和活化溫度。結(jié)果表明在最佳條件下，以3號原料制取的活性炭吸附性能最強，并選其作為本文光催化劑的載體。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備了TiO2光催化劑，通過XRD、SEM、XPS等對光催化材料進行了表征，結(jié)果表明，在500℃煅燒溫度下，TiO2主要為銳鈦礦相且純度高，結(jié)晶度好，晶粒小。對光催化劑降解亞甲基藍溶液進行了研究，結(jié)果表明

3、，500℃煅燒下、0.10g的催化劑對10mg/L濃度的一定量的亞甲基藍溶液催化效果最好，最經(jīng)濟，催化劑對亞甲基藍的降解率達到了99％以上。本文將TiO2光催化劑負載在本課題研制的活性炭上，制成了TiO2-炭復合光催化材料，研究表明，負載后的二氧化鈦晶型沒有發(fā)生改變，主要為銳鈦礦型。通過對亞甲基藍溶液的降解研究，發(fā)現(xiàn)最佳煅燒溫度500℃時制備的TiO2-炭復合光催化材料炭的最佳摻雜量為0.1g，此時對濃度10mg/L的一定量的亞甲基藍溶

4、液的光催化效果最好，在0～10min內(nèi)降解迅速，達到了95％以上，且最終降解率也在99％以上，與TiO2光催化劑相比，在沒有改變催化劑用量的條件下提高了催化速度。
　　本文采用浸漬法和涂覆法兩種方法將催化劑負載在1號、2號、3號、4號板材上，結(jié)果表明，光催化劑在1號、2號板上負載量少，且在液相反應中催化劑極易脫落。而3號板雖然負載量大，但也存在在液相光催化中易脫落、損失量大等問題。而噴涂涂覆的4號板不僅負載量多，在液相反應中脫落少