纳米tio2光催化器件的研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·38·纺织科技进展2008年第3期纳米TiO2光催化器件的研究进展李艳稳，杜宗良(Igt)fJ大学纺织研究所，Igt)fJ成都610065)摘要：印染废水成分复杂、难降解，是工业废水的主要污染源之一。光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术，利用光催化器件解决废水处理问题必然成为未来的发展方向。综述了纳米TiO2的负载、器件用纳米Ti()3结构单元的制备方法以及纳米Ti()2器件的研究情况。关键词：纳米TiO：；光催化降解；负载；纳米纤维；纳米器

2、件中图分类号：TS199文献标识码：A文章编号：1673-0356(2008)03-0038-05印染工业过程中流失的染料约占全部染料产量的l5，它将TiOz纳米粉末通过各种方式直接负载到载体上。而寻找合与在印染加工过程中使用的大量表面活性剂等助剂是工业废水适的载体是纳米TiOe光催化应用中迫切需要解决的问的主要污染源之一。并且其成分复杂、色度高、c()D值高，并向题”。着抗氧化、抗生物降解方向发展。目前国内外处理印染废水目前常用的光催化剂载体主要包括：炭材料，玻璃类，金属多以生化法为主．辅以化学法，

3、但存在运行成本高、处理效果不类等。近年来有机／无机复合材料(如：PET／TiO2、PVP／Ti佳等缺点。光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技等)也逐渐成为人们研究的热点。，术．自1972年Fujishma等发现受辐射后的Ti电极上能发1．1炭材料生水的持续氧化还原反应以来．以TiO：为代表的半导体光催化选择炭材料作为纳米TiO。的载体可大大提高TiOz的光催材料引起了人们的广泛关注。化效果。炭材料的吸附作用使得低浓度的目标污染物在炭材料但Ti()：带隙较宽，只能被波长较短的紫外光激发，因此太负

4、载的纳米Ti周围的浓度升高，这些污染物通过扩散作用向阳能利用率低。同时由于光激发产生的电子和空穴很容易重新Ti()2表面迁移，最终被TiO2催化降解。可作为纳米TiO_~载体结合，导致光量子效率很低I3一。针对这些问题，已有很多在纳米的炭材料主要包括：活性炭、炭纤维和纳米炭管等。Ti()：粉体中加入金属(Au[、pt[、AgLj等)、非金属。。。以及其他1．1．1活性炭(AC)半导体(Cr2()3。、Sn(一、CdSl【“一、SiO2[一等)对TiO2粉体进活性炭除了具有优良的吸附作用外，还具有较好的

5、催化作行改性的研究报道。用，将纳米Ti()z负载到活性炭上，可大大提高材料的催化效率。通过多年的努力．纳米TiOe粉体的制备技术已经比较成将活性炭与纳米Ti()2粉体直接混合是最容易想到的方法。c．熟．但在粉体的分散、固定以及器件化方面还存在很多问题，使H．Ao等将Ti()e粉体(DegussaP-25)配制成5的悬浊液，其应用受到了很大的限制。而将纳米Ti0负载在某种载体上将活性炭浸渍其中，制备成了TiO_~／Ac空气过滤器。其他条件或者根据要求直接制备成纳米器件就可以很好的解决这个问相同时，纯Ti

6、Oe空气净化器对NO的去除率为83．2，但同时题。许多研究者在如何负载纳米Ti，如何寻找合适的载体方也生成了12．9的N()z，而Ti()e／AC空气过滤器可除去97面做出了很多努力。而以纳米结构器件和量子器件为背景的纳的NO，并且只生成1．6的N(。但直接混合的纳米TiO2．粉米结构体系也已经成为了材料研究的前沿热点之一，一些新奇体与活性炭的结合牢度太低，容易脱落。与溶胶一凝胶法结合是的纳米结构或纳米结构单元的制备及其性能的初步探索已引起目前使用最多的实现活性炭与Ti(结合的方法，首先制备出纳米界一

7、个新的研究热潮。文章总结了纳米TiO2的负载、器件Ti溶胶，采用多次浸渍法使Ti()2溶胶附着到活性炭表面，然用纳米TiO,结构单元的制备方法以及纳米TiO器件的研究情后通过控制合适的温度，使Ti()2结晶为锐钛型或锐钛与金红石况·以期为致力于纳米TiO2处理印染废水的研究者们提供参的混合晶型，从而得到了活性炭／TiO复合催化材料。这种方法考。工艺简单，条件温和，并且TiO：的分散性也比较好。李佑稷等_1。采用溶胶一凝胶法制备了TiOz／活性炭复合体，研究表明当1负载型纳米TiO2TiO2溶胶的粘度为

8、4mPa·s，溶胶中Ti()!的质量分数为6，制备负载型纳米Ti()2光催化剂的方法主要有两种，一是先钛酸丁酯与活性炭质量比为0．2时，经500℃热处理所得到的将Ti()e的前驱体负载到载体上，然后再加热使前驱体转变为Ti()2／活性炭复合体的光催化活性最好。陈孝云等以TiClTi()!．该法又包括溶胶一凝胶法，化学气相沉积法和浸渍法；二是为钛源，采用酸催化水解法合成了二氧化钛／活性炭(Ti(／AC)复合催化剂，实验证明，当活性炭含量为5％(wt)时，T