活性炭负载型TiO2光催化剂的制备及其光催化活性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.comⅢ2006,Vo1．23No．2化Ch学与佳物Z裎emistry&Bioengineering活性炭负载型TiO2光催化剂的制备及其光催化活性研究郭莉，赵峭梅，王丹军，张理平，郭延红，樊世科(延安大学化工系陕西省化学工程重点实验室，陕西延安716000)摘要：：采用溶腔一凝胶法制备活性炭负载型TiO2光催化剂，用XRD分析了其物相结构。以甲基橙溶液为目标降解物，以紫外灯为光源对活性炭负载型TiO光催化剂进行了光降解性能的研究，考察了FiO。负载量、催化荆用量、热处理温度等对催化荆的光催化活性的影响。结果表明，当TiO2负载量为33．3的活性炭

2、负我型TiO2光催化剂用量为2～3g·L～、紫外光连续照射5h时，甲基橙溶液的脱色率可达到96．1。关键词：活性炭；光催化；甲基橙中图分类号：TQ174．75文献标识码：A文章编号：1672—5425(2006)02—0016一o3以纳米TiO为代表的半导体光催化材料在大气钛酸丁酯，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；污染、废水处理等环保领域具有广阔应f}=}j前景。目异丙醇、甲基橙、硝酸，均为分析纯；活性炭，天津市津前纳米TiO：的应用主要有两种形式：悬浮相型和负载北精细化下厂。型。悬浮相型Tit)。比表面积大、反应活性好，但存在92型双向磁力搅拌器(常州市同华仪器厂)；易失活、易凝聚和难

3、以分离等缺点，因而限制了光催化THZ一82型恒温振荡器(国华企业)；SX21Ol3型马弗技术的实际应用。采用负载TiO。体系能有效克服上炉(上海实验电炉厂)；30W紫外杀菌灯(海门市紫光述不足，因而成为重要的研究方向。常用的催化剂载光源厂)；722型分光光度计(上海精密科学仪器有限体有玻璃类l2。。。j、吸附剂类l6。。胡等。用玻璃类作载体，公司)；80—2型离心沉淀机(国华仪器)；DZE3型真空透光性好、均一、光催化活性高，具有很高的应用价值，干燥箱(f海福玛设备有限公司)；电子天平(h海天平但是玻璃表面十分光滑平整，对TiO的附着性能相对仪器厂)。较差，限制了催化剂的使用寿命。吸附剂类

4、载体本身1．2负载型TiO：催化剂的制备为多孑L性物质，附着力强、比表面积较大，是常用的催活性炭用120日筛过筛、蒸馏水洗涤后，15O℃恒化剂载体。其中活性炭稳定性高、比表面积大、微孔结温脱水12h。取6mI的Ti(OCH)，依次加入24ml构丰富，作为催化剂载体时具有良好的性能，是当前半异丙醇、lmL硝酸，在室温磁力搅拌15mln后，加入一导体光催化材料领域研究的热点之一】活性炭定量的活性炭，然后缓慢加入蒸馏水0．8～lmI继续(AC)不仅作为载体，还可以用作涂层、造孔剂以及助搅拌60min，得到黑色的溶胶。将溶胶放入恒温振荡剂。同时，活性炭在复合体中也展现出多方面的作用，器巾25℃振荡

5、2Omin，得到的胶体先在8O℃下真空恒不仅可以富集目标污染物、捕获中间产物，还f以抑制温干燥24h，使其中的异丙醇缓慢挥发干净，再用玛瑙水蒸气和其它组分对光催化降解的影响，并且可以抑研钵磨碎，在马弗炉中煅烧4h，即可制得负载型制热处理时TiO。相变和晶粒长大。可见，活性炭与Ti()。／AC光催化剂。TiO。光催化剂的复合将为推动光催化技术的实用化1．3物相分析产生积极影响_7I。作者采用溶胶一凝胶法制备了活性物相结构采用日本SHIMADZU公司XRD-7000炭负载型TiO光催化剂(Tit)／人C)，以甲基傺溶液为型全自动X一射线粉末衍射仪鉴定，CuKa0．15418nm，目标降解物，在

6、合适的负载量、催化剂用量和热处理温管电压4OkV，管电流40mA，步长0．02。，扫描范围度下取得了较好的效果。2口：2O。～8()。。扫描速度1deg·s。1．4光降解实验1实验有机污染物是环境污染的主要污染物之一。因此1．1试剂与仪器采用20mg·I的甲基橙溶液(最大吸收波长为基金项目：陕西省教育厅科研基金资助课题(o3J5O1d．0202009)，延安大学科研基金项目(YD2oo4—200)收稿日期：200510-20作者简介：郭莉(1976一)，女，讲师，陕西丹风人，主要从事固体材料和工业催化荆等方面的研究。维普资讯http://www.cqvip.com郭莉等：活性炭负载型TiO

7、：光催化剂的制备及其光催化活性研究／2006年簟2期462．54nm)为目标降解物，光解反应在石英试管中进化剂的表面及周围的甲基橙浓度明屁高于液相浓度，行；分别加入不同的TiO／AC光催化剂，放人自制的有利于光催化反应的进行，提高了光催化降解的速率。装置中，用3Ow紫外灯光照5h。光照后的甲基橙溶但是，负载量并非越高越好，随着负载量继续增高，液经高速离心分离，取出上清液测其462．54nm处的Ti0就会占据活性炭的吸附孑