非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用.pdf

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1、矿物岩石地球化学通报·侯德封奖获奖者论文·BulletinofMineralogy，PetrologyandGeochemistryV01．3ONo．1，Jan．2011非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用安太成，丁雪军，陈江耀，李桂英，陈嘉鑫，傅家谟，盛国英l_中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室，广东省环境资源利用与保护重点实验室，广州510640；2．中国科学院研究生院，北京100049摘要：本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰，并以钛酸丁酯和

2、盐酸分别为前驱物和酸催化剂，采用溶胶一凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料，对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、x射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明，TiOz成功地插入了粘土层间，并以锐钛矿型的晶型存在，制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构，其比表面积较原土有明显的增加，经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应，考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性，实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出

3、了良好的吸附能力和较好的光催化活性。关键词：柱撑粘土；非离子表面活性剂；吸附；光催化；甲基橙中图分类号：P574．1文献标识码：A文章编号：1007—2802(2011)01-0053—06SynthesisandApplicationofHydrophobicTiO2PillaredClayModifiedbyNon—ionicSurfactantANTai—cheng，DINGXue—jun，CHENJiang—yao，LIGui—ying，CHENJia-xin～，FUJia—mo，SHENGGuo

4、—ying1．StateKeyLaboratoryofOrganicGeochemistryandGuangdongKeyLaboratoryofEnvironmentalResourcesUtilizationandProtection，GuangzhouInstituteofGeochemistry，ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510640，China；2．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing10004

5、9，ChinaAbstract：ThesurfactantmodifiedTiO2pillaredclaywaspreparedbysol—gelmethodatcertainratiooftetra—n—butyltitaniumtohydrochloricacidmodifiedbynon—ionicsurfactantpolyvinylalcohol(PVA)．Therma1gravityanalysis(TGA)，X—raydiffraction(XRD)andScanningelectronmi

6、croscopy(SEM)wereusedtoinvestigatethetextureofthepreparedcatalyst，anditsBETsurfaceareawasalsomeasured．TheresultsindicatedthatPVA-modifiedTiO2pillaredclaywaswellpillaredbytheanataseTiO2andtheBETsurfaceareawasenhancedsubstantially．Thesur-faceofPVA—modifiedT

7、iO2pillaredclaybecamemorehydrophobicaftermodifiedbyPVA．Theadsorptionandpho—tocatalyticperformanceofPVA-modifiedTiO2pillaredclaywerealsostudiedbyusingmethylorangeasmodelor—ganicpollutant．ItwasfoundthatPVA-modifiedTiO2pillaredclayshowedexcellentadsorptionab

8、ilityandmoderatephotocatalyticactivitytomethylorange．About41and53ofmethylorangewereadsorbedanddegradedbythePVA—modifiedTi0，pillaredclaycatalystwithin40min．Keywords：pillaredclay；non-ionicsurfactant；adsorption；photoca