磁載光催化劑（TiO-,2--SiO-,2--Fe-,3-O-,4-）的制備及其光催化性能.pdf

1、較之于固定化TiO<,2>，納米TiO<,2>懸浮體系在光催化降解有機污染物時，具有催化劑有效比表面積大，催化活性高的特點。然而，對于納米TiO<,2>顆粒目前還缺乏有效的分離手段。以磁性納米材料為核，制備出的核殼型TiO<,2>光催化劑，保留了納米TiO<,2>粒子的高催化活性，在反應(yīng)完成后施加一個合適的外加磁場即可快速有效地分離。 用TiO2光催化材料降解工業(yè)廢水具有廉價、高效、無二次污染等優(yōu)點。目前對TiO2光催化材料的研

2、究趨向兩種形態(tài)，顆粒和固定在載體上的光催化膜。固定化光催化膜材料的比表面積有限，沒有顆粒光催化材料的比表面積大，所以光催化膜的光催化效率沒有顆粒光催化劑的效率高。但是顆粒光催化劑由于粒徑太小，難于從反應(yīng)混合物中分離回收出來，特別是在工業(yè)廢水光催化處理過程中，由于分離困難造成顆粒光催化劑的流失率大。為了保證較高的光催化效率的前提下解決顆粒光催化劑的分離回收這一關(guān)鍵問題，我們制備了納米磁性復(fù)合體光催化材料。 磁載光催化劑是通過在磁性

3、核上包覆具有光催化活性的二氧化鈦層制備合成的。這種光催化劑是用于懸漿型反應(yīng)器的，它在外加磁場的作用下很容易從漿體中分離回收。 本文概述了TiO<,2>光催化劑的光催化原理和負載型TiO<,2>光催化劑制備的研究進展狀況，重點介紹了可磁分離光催化劑的磁載材料的研究進展狀況。在大量文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出以磁載光催化劑(TiO<,2>/SiO<,2>/Fe<,3>O<,4>)的制備及其光催化性能研究作為本論文的選題和主要研究內(nèi)容。

4、 本文先采用化學(xué)共沉淀法，以FeCl<,3>·6H<,2>O、FeSO<,4>·7H<,2>O和CH<,3>(CH<,2>)<,11>SO<,3>Na為原料制備了超順磁性、耐腐蝕的磁性Fe<,3>O<,4>粉體。以聚乙烯醇為粘合劑和制孔劑，與Fe<,3>O<,4>粉體相結(jié)合，形成Fe<,3>O<,4>復(fù)合小球。通過磁鐵驗證，該Fe<,3>O<,4>復(fù)合小球具有良好的磁性。以Fe<,3>O<,4>多孔球作為載體，再采用Si(OC<,2

5、>H<,5>)<,4>為主要原料，對磁性核芯進行包覆。并通過溶膠-凝膠法，以C<,16>H<,36>O<,4>Ti為主要原料，在SiO<,2>/Fe<,3>O<,4>表面包覆TiO<,2>，制備出磁性懸浮負載型的復(fù)合光催化劑。用其對羅丹明B溶液的降解效果作為評價TiO<,2>/SiO<,2>/γ-Fe<,2>O<,3>光催化活性的依據(jù)，并對其制備條件進行了優(yōu)化，得到了光催化效果較好的磁性復(fù)合光催化劑。最后用XRD等手段對樣品進行了表征。