电气石光催化性能的影响研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第O9期文章编号：1002—1124(2014)09—0007—04科研篝纳米TiO2／电气石光催化性能舞狻的影响研究赵博超，赵航，刘泽华，姜月，张翰超，刘伟超，胥焕岩(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：本研究系统分析了纳米TiO／电气石复合光催化材料脱色甲基橙(M0)的主要影响因素，实验研究发现：制备条件为烧结温度550~C、烧结时间2．5h时，制得的复合样品具有最佳的光催化效果。催化剂用量和溶液pH值的最佳值分别为3g·和7，此时MO脱色率达到最大值。随着反应时间的增加和MO初始浓度的降低，MO脱色率均呈增

2、加的趋势。关键词：纳米TiO；铁电气石；甲基橙；影响因素中图分类号：TQ209文献标识码：AAfectingparametersonphotocatalyticactivityofllanoTiOJsehorlcomposite’ZHAOBo—chao，ZHAOHang，LIUZe—hua，JIANGYue，ZHANGHan—chao，LIUWei—chao，XUHuan—yan(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150040，China)Abstract：In

3、thisstudy，themainafectingparametersonthephotocatalyticactivityofnanoTiOJschoflcom—positeforthediscolorationofMethylOrange(MO)weresystematicallyinvestigated．Thecompositesinteredat550℃for2．5hexhibitedthebestphotocatalyticactivity．TheoptimalvaluesofphotocatalystdosageandsolutionpHwere3．0gL-and7，respect

4、ively．WiththeincreaseinreactiontimeanddecreaseinMOinitialconcentration，theMOdiscolorationratioincreased．Keywords：nanoTiO2；schorl；methylorange；afectingparameters纳米TiO：作为一种高效的光催化材料，具有光催化活性强、无毒、可以重复使用、稳定性高等优点。在污水处理、空气净化、贵金属沉积、涂料表面自洁等方面拥有广泛的用途[1,2】。根据TiO：半导体光催化原理(图1)，当有足够强的光子照射到TiO：H晶体表面上时，TiO：晶体内部价带上的电

5、子受激发，由价带跃迁至导带，这样就形成了光生电子一空穴对。一般情况下，光生电子和空穴的寿命特别短，通常只有几皮秒的时间，二者极易于复合，多余图1TiO2光催化原理示意图的能量能够以热或其他形式散发掉，如式(1)、(2)Fig．1SchematicdiagramonTiO2photocatalysis所示1，从而降低TiO：的光催化活性。我们曾经提出过采用溶胶一凝胶法在天然铁TiO2+h_+TiO2(e一+h)(1)电气石微粒的表面原位合成纳米TiO，利用天然铁h+e一复合+能量(2)电气石表面自发极化电场抑制纳米TiO光生电子和空穴对的复合，提高TiO光催化效率，取得了较好的效果，TiOJ电气

6、石复合光催化剂具有很好的光催化效果，在一定条件下，甲基橙染料溶液的脱色收稿日期：2014—05—26率可达到100％。实现了天然铁电气石“固定一功能基金项目：国家大学生创新创业训练计划项目(201210214006)；黑龙增强”纳米TiO的一体化设计I4l。在本研究中，我们江省教育厅科研项目(12521071)将着重考察不同的实验条件对TiO2／电气石复合光作者简介：赵博超，男，汉族，在校本科生，专业：无机非金属材料工催化剂光催化性能的影响，主要包括制备烧结温程。度、烧结时间、有机废水初始浓度、介质pH值、催化通讯作者：胥焕岩，男，汉族，博士，教授，研究方向：无机环境材料。10赵博超等：纳米T

7、iO2／电气石光催化性能的影响研究2014年第o9期图9为不同溶液pH值对光催化性能的影响MO脱色率达到最大值；(实验条件：MO初始浓度15X10mM、反应时间(3)随着反应时间的增加和MO初始浓度的降50min、催化剂用量3g·)。低，MO脱色率均呈增加的趋势。∞∞∞加∞∞∞∞加m0参考文献l1jE．PulidoMeli6n，O．Gonz6lezDIaz，J．M．DofiaRodrguez，et