溶胶-凝胶法制备钛酸锶粉体及其光催化性能的研究

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1、２００６年１２月工业催化Ｄｅｃ．２００６第１４卷第１２期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．１４Ｎｏ．１２环境保护与催化溶胶凝胶法制备钛酸锶粉体及其光催化性能的研究１２１１蒋勤，吴艳波，张守臣，于兴和（１．大连理工大学化工学院，辽宁大连１１６０１２；２．大连交通大学，辽宁大连１１６０２８）摘要：用溶胶凝胶法制备钙钛矿型ＳｒＴｉＯ３粉体。并用自制的反应器，考察了ＳｒＴｉＯ３粉体对ＮＯｘ的光催化脱除能力，研究了光源、气体初始浓度、湿度对光催化效果的影响。结果表明，经过４５ｍｉｎ的光催化反

2、应，不同浓度的气体中ＮＯｘ的脱除率均在７０％以上。关键词：溶胶凝胶法；钛酸锶；光催化；氮氧化物中图分类号：Ｏ６４３．３６；ＴＱ０３４文献标识码：Ａ文章编号：１００８１１４３（２００６）１２００６００４Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｔｒｏｎｔｉｕｍｔｉｔａｎａｔｅｐｏｗｄｅｒｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ１２１１ＪＩＡＮＧＱｉｎ，ＷＵＹａｎｂｏ，ＺＨＡＮＧＳｈｏｕｃｈｅｎ，ＹＵＸｉｎｇｈｅ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａ

3、ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０１２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＤａｌｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２８，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｒＴｉＯ３ｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｄｅｒｆｏｒｒｅｍｏｖａｌｏｆＮＯｘｗｅｒｅｉｎ

4、ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ，ＮＯｘｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ．ＮＯｘｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｏｖｅｒ７０％ｗａｓａｔｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｉｎ４５ｍｉｎｕｔｅｓｆｏｒｇａｓｓｔｒｅａｍｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮＯｘｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ；ＳｒＴｉＯ３ｐｏｗｄｅｒ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ；ＮＯｘｒｅｍｏｖａｌ（ｄｅ

5、ＮＯｘ）ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＱ０３４Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２００６）１２００６００４近年来，随着ＴｉＯ２光催化染料废水不断的深入细ＳｒＴｉＯ３粉体的光催化活性。研究，有关钙钛矿型光催化剂的研究也逐渐引起关１实验部分［１－３］注。钛酸锶作为一种钙钛矿型化合物，具有良［３］好的液相光催化性能。但目前对其气相光催化１．１光催化剂ＳｒＴｉＯ３粉体的制备及其表征的研究较少，尤其是光催化消除大气中氮氧化物本文采用溶胶凝胶法制备催化剂。按ｎ（

6、Ｓｒ）：［４－５］（ＮＯｘ）的研究鲜有报道。ＮＯｘ是产生温室效ｎ（Ｔｉ）＝１∶１，先将硝酸锶和一定量的柠檬酸（与金应、酸雨、臭氧空洞以及光化学烟雾的主要污染物，属阳离子物质的量比为１．５∶１）溶于去离子水中，再对环境危害很大。深入研究ＳｒＴｉＯ３对ＮＯｘ的光催将钛酸丁酯迅速倒入混合溶液，滴入少许乙二醇作化降解，对光催化技术实用化具有非常重要的意义。溶液稳定剂，然后在磁力搅拌器下不断加热搅拌。本文采用溶胶凝胶法制备了超细ＳｒＴｉＯ３粉体随着溶剂的不断蒸发，溶液逐渐变稠，呈淡黄色粘稠以ＮＯｘ的光催化

7、降解为研究对象，讨论了制得的超状溶胶，８０℃干燥箱内干燥６ｈ，变成凝胶。最后收稿日期：２００６０６２７作者简介：蒋勤（１９８０－），男，在读硕士研究生，研究方向为光催化。通讯联系人：张守臣，副教授。２００６年第１２期蒋勤等：溶胶凝胶法制备钛酸锶粉体及其光催化性能的研究６１将凝胶置于马弗炉，７００℃焙烧４ｈ制得光催化剂ＳｒＴｉＯ３，碾磨后使其成为粉体。催化剂ＸＲＤ分析由日本理学电机Ｄ／ｍａｘ２４００－１（ＣｕＫα靶）射电衍射仪在扫描速率６．０００°·ｍｉｎ、扫描步长０．０２０°测得，工作电流

8、１００ｍＡ，工作电压４０ｋＶ。１．２反应装置及ＮＯｘ降解实验实验装置如图１所示。装置由一端是磨口玻璃帽、另一端是细管出口的圆柱型玻璃管作为反应器。图２ＳｒＴｉＯ３催化剂的ＸＲＤ谱图先将反应器抽真空，再用注射器通过橡皮管注入Ｆｉｇｕｒｅ２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｆｏｒｔｈｅＳｒＴｉＯ３ｃａｔａｌｙｓｔＮＯｘ原料气。图１中反应箱由六块平面镜粘和而成，内置紫外灯（２０Ｗ）光源。２．２光源ＮＯｘ气体是由亚硝酸钠与浓硫酸按下式制备：图３是ＳｒＴｉＯ３光催化剂分别在可见光（图中６ＮａＮＯ２＋３Ｈ