活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备、表征及应用

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1、天津人学硕士学位论文活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备、表征及应用StudyonthePreparationCharacterizationandCatalyticPerformanceoftheActivatedCarbon——SupportedTi02Catalyst(申请硕士学位)专业：丝堂王猩研究生：奎经指导教师：递魃麴握天津大学化工学院二零零五年一月848521中文摘要近年来，纳米Ti02因具有高的光催化活性、良好的化学稳定性、并且廉价无毒等诸多优异性能，被广泛应用于有机污染物降解、污水处理、空气净化等领域，成为材料科学中的研究热点之一。而如何更有效地发挥其功能是保证光

2、催化反应顺利进行乃至工业推广的关键环节。以污水处理为例，Ti02本身对有机物的吸附能力较弱，若采用吸附性载体负载Ti02则可显著提高Ti02的光催化效率。吸附剂作为载体的最大优势是可以将有机物吸附到半导体粒子的周围，增加局部浓度及避免中间产物挥发或游离，加快反应速度。目前，这方面工作已取得了一定的进展。本文即在这一课题背景下采用溶胶凝胶工艺，通过程序控温进行煅烧处理，制备出具有较高光催化活性的纳米Ti02。其晶粒尺寸在20～40nm左右。并采用多次浸渍一干燥一煅烧操作将其负载在活性炭上，形成负载型光催化剂AC／Ti02。本文探讨了溶胶凝胶参数、负载量、载体孔径、稀土化合物掺杂等

3、因素对光催化降解亚甲基蓝溶液的影响。通过TG、BET、SEM、XRD等分析手段对负载型催化剂的表面形貌、物化性能、晶态结构和价态等进行了表征。并实验完成了负载型催化剂用量、光强、亚甲基蓝初始浓度、pH值、H202添加量对脱色率的条件优化。研究表明：在升温至500℃后，可制各出具有较高活性的锐钛型Ti02，其在活性炭上的最佳负载量为11．3％。镧和铈两种离子均可以显著细化Ti02的晶粒尺寸。但只有La可以提高AC／Ti02的催化活性，其具体的光催化机理也通过XRD分析、XPS分峰拟合给出了合理的解释。关键词：溶胶凝胶、Ti02、活性炭、光催化、亚甲基蓝、稀土。ABSTRACTRe

4、cently,becausenanoTi02areofsuchgoodperformanceaSchemicalstability,llighphotocatalysis，lowcost，nopoisonandSOon．Ithasbeenappliedtoorganiccompounddecomposition，sewagegeatmentandairpurificationbroadly．Ti02hasbecomearesearchhotspotinmaterialfield．ButhoWtodevelopitsfunctioneffectivelyhasalsobeenak

5、eysteptOensurephotocatalysisingoodprogressandtopromoteforindustries，Takesewagetreatmentforexample，Ti02hasweakadsorptioncapabilityfororganiccompoundbyitself．IfweintroduceadsorptivecarrierstoloadTi02，Photocatalyticefficiencywillincreaseobviously．Itisadsorptivecarriers’Smaximumadvantagethatthey

6、Canadsorborganiccompoundaroundsemiconductorparticle，improvelocalconcentrationandavoidmiddlematerialsvolatileorescape．SuchbehaviorCanacceleratereaction．Acpresent。Relativeresearcheshavemadesomeprogress·Onthebasisoftheabovebackground，thepaperadoptedSol-GelmethodtopreparenanoTi02ofwellphotocatal

7、yticpropertywiththehelpofinstrumentofprogramcontrollingtemperature．Itscrystalsizeisattherangeof20---40nm．Moreoverthepapercontinueutilizedipping-drying-heatingseveraltimestoloadTi02ontoactivatedcarbonformingphotocatalyticagentAC／Ti02．Therelationsamo