可见光响应型TiO_2光催化材料的制备及应用.pdf

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1、印染(2011No．21)www．cdfn．com．cn可见光响应型TiO2光催化材料的制备及应用张芳，邱建伟，陈衍夏，施亦东，肖红艳(四川大学轻纺与食品学院，四川成都610065)摘要:以钛酸丁酯为前驱物，采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型纳米TiO2，用XRD、FT-IR、SEM表征产物的结构和形貌，并研究其在模拟自然光下催化降解活性艳红X-3B的性能。结果表明，该光催化剂的制备条件为6mL水，40mL无水乙醇，3mL冰乙酸，水解温度为27℃，煅烧温度为500℃。该光催化剂降解活性艳红X

2、-3B的降解率可达90．09%。制备的TiO2粉体为锐钛矿结构，含有微量杂质，单晶粒径20nm左右;粉体的分散性较好，一次粒径为200～300nm，虽存在二次团聚，但不严重。关键词:活性染料;降解;溶胶;凝胶;纳米二氧化钛;光催化中图分类号:TS193.632文献标识码:A文章编号:1000－4017(2011)21－0010－04SynthesisandapplicationofvisiblelightrespondingTiO2photocatalystZHANGFang，QIUJian-wei，CHENYan-xia，SHIYi-dong，XIAOHong-yan(Colle

3、geofLightIndustry，TextileandFoodEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract:TheanataseTiO2ispreparedviasol-gelmethodwithtetrabutyltitanateasrawmaterials，itsstructureandmorphologyarecharac-terizedbymeansofX-raydiffraction(XRD)，Fouriertransfer-infraredray(FT-IR)analysisandscanning

4、electronicmicroscopy(SEM)．PhotodegradationofreactivebrilliantredX-3BiscarriedoutwithTiO2undervisiblelightradiation．TheresultsshowthatTiO2nanoparticleispreparedwithwater6mL，ethanol40mL，aceticacid3mL，hydrolyzedat27℃andcalcinedat500℃．DegradationofreactivebrilliantredX-3Breaches90．09%afterTiO2trea

5、tment．Keywords:reactivedye;degradation;sol;gel;nanotitaniumdioxide;photocatalysis［1］自1972年FujishimaA等发现锐钛矿型TiO2的催化剂的“显色”作用，提高其在自然光光照条件下的光催化性能以来，TiO2在光催化方面的研究和应用备分解功效，开发更加广阔的应用领域;并用XRD(X射受关注。TiO2因其特殊的光学和电子特性、良好的化线衍射仪)、FT-IR(傅里叶转变红外光谱仪)、SEM(扫学稳定性、无毒性和低成本，在纺织领域成为降解染料描电镜)对其结构和形貌进行了分析与表征，系统研究及助剂、制备

6、抗菌及抗紫外纺织品的一种理想材了在自然光近似波长照射条件下，制备条件对催化降［2-4］解活性艳红X-3B的影响。料。但TiO2的禁带宽度为3．2eV左右，通常需要在紫外光(100～400nm)照射下才能激发产生光生电［5-6］子和空穴，从而限制了其在自然光下的应用。因1试验部分此，将TiO2的光响应效果拓展到可见光范围(400～1．1试剂与仪器780nm)，极大地提升其光催化效率，已经成为近年来试剂钛酸丁酯、冰乙酸、无水乙醇、硝酸(均为分国内外光催化研究的主要方向和热点。析纯，成都科龙化工试剂厂)，活性艳红X-3B(张家港目前，通常采用金属离子掺杂、贵金属沉淀、表面市化工五厂)，去

7、离子水(一次蒸馏，由四川大学设备［7-9］光敏化、非金属掺杂、半导体复合等方法来制备可处提供)。见光响应型光催化材料。但通过以上方法向催化剂中仪器X射线衍射仪(日本Rigaka公司)，Nicolet掺入某些有色离子，将导致催化剂在使用过程中产生红外光谱仪(FT-IR，美国热电尼高力仪器公司)，二次污染、影响基材颜色等问题。为此，解决光催化剂FESEMS4800场发射扫描电镜(日本Hitachi公司)，的“显色”问题也十分重要。DJ-1型电动搅拌器(金坛市环保仪器厂)，