纳米Co∕TiO2 粉体的制备及其光催化性能.pdf

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1、20lO年第18卷第5期，599—60l合成化学CKn∞eJoumal0fS)，llthe五cChe卫ni8奶，V01．18．2010ND．5．599—601·快递论文·纳米C0／Ti02粉体的制备及其光催化性能孙彦刚，徐菁利，唐博合金(上海工程技术大学化学化工学院，上海201620)摘要：以钛酸丁酯为主要原料，利用溶胶-凝胶法制备了纳米Ti02，co／Ti02粉体。掺杂钴能够延缓Ti02由锐钛矿相向金红石相转变，从而提高纳米Co／Ti0：粉体的催化活性。经500℃焙烧的纳米c0／’ri02粉体，在紫外光源下能有效催化直接溴酚兰染料降解。关键词：纳米co／T

2、i0：；光催化；直接溴酚兰染料；降解中图分类号：0614．4；0643．36文献标识码：A文章编号：1005．15ll(20lO)05硝99奶PreparationofCo／Ti02NanoparticlesandItsPhotocatalyticPropertySUNYan—gang，XUJing—li，TANGBOHe-jin(CoⅡegeofChelIli8tryandChemicalEn西neerifIg，sh明gllaiUnjver8毋0fEn昏n∞lingscience，Sh肌ghai201620，china)Abst咫ct：Ti02andCo／

3、Ti02nanoparticleswerepreparedf而mbu哆ltitaIlatebysol—gelme山od．CowasadulteratedinTi02toslowerconVersionofTi02抽maIlataseintorutileaIldimprovephotocatalyt—icactiv竹ofCo／Ti02naJloparticles．鸭eCo／Ti02naIl叩aniclesofcalcinationat500℃e)【IlibitedphotocatalydcdegradationactiVi哆t0directbrornophen

4、olblueunderxenonlamp．1【eywords：Co／Ti02nanopanicles；p}10toca吣sis；degradation；directbrom叩henolblue在半导体光催化剂材料TiO：，znO，cdS，wO，，snO：，Fe20，中，纳米TiO：以其无毒、光催化活性高、稳定性好、氧化能力强、能量消耗低、可以重复使用等优点，而应用在低浓度废水处理、贵金属回收、空气净化、涂料表面自洁等领域。又因其催化活性高、对人体无害而成为最受欢迎的催化剂之一【l“J。但是一般认为不同晶体类型的纳米TiO：具有不同的光催化活性，而且锐钛矿型T

5、iO：具有较高的催化活性，那么如何延缓或抑制TiO：的晶型转变，制备锐钛矿型Ti0：光催化剂是目前面f临的难题【5J。本文以钛酸丁酯为主要原料，利用溶胶一凝胶法制备了纳米TiO：和C0／Ti0：粉体。掺杂钴能够延缓TiO：由锐钛矿相向金红石相转变，从而提高纳米Co／TiO：粉体的催化活性。研究结果表明，经500℃焙烧的纳米co／TiO：粉体，在紫外光源下能有效催化直接溴酚兰染料降解。1实验部分1．1仪器与试剂日本岛津uV—160lPC型紫外光谱仪；日本日立H石oo型电子显微镜；日本理学D／max2550VB／PC型x一射线衍射仪。所用试剂均为分析纯。收稿日期

6、：20lO拐JD9基金项目：上海市重点学科建设基金资助项目(P1402)作者简介：孙彦刚(197l一)，男，汉族，上海人．硕士，讲师，主要从事纳米功能材料的研究。E—mail：ys鲫n1971@yalloo．e硼．∞合成化学V01．18．20101．2纳米Co／TiO，粉体的制备(1)纳米TiO：粉体的制备在反应瓶中加入四氯化碳20mL和钛酸丁酯lmL，搅拌均匀后缓慢滴加去离子水2mL，数分钟后溶液开始形成乳白色半透明的溶胶，然后逐渐失去流动性形成凝胶。将凝胶置于通风干燥箱内，于80℃干燥4h得白色蓬松的粉体。将粉体分成4份，分别于loo℃，300℃，500

7、℃和700cC焙烧4h，取出自然冷却至室温、研磨得白色粉末纳米TiO：粉体，依次标记为T-1，T-3，T-5和T-7。(2)纳米Co／TiO：粉体的制备以coCl：[，l(Co)：n(Ti)=1：100]溶液代替去离子水，用类似方法制得白色粉末纳米Co／TiO：粉体，依次标记为P—l，P-3，P-5和P-7。1．3直接溴酚兰染料溶液的光降解实验O．01g·L一直接溴酚兰染料溶液(A)loomL(8份)，分别加入T-1一T-7和P．1一P-7各30mg，搅拌使之形成悬浮液，在20w紫外灯照射(灯管与液面距离15cm)下搅拌30min，UV检测。A100mL，加

8、入P-530mg，搅拌使之形成悬浮液，置于暗箱内，吸