二氧化钛蒙脱土复合光催化剂制备及对亚甲基蓝的催化降解

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1、32土壤与环境Vol.10No.1文章编号：1008-181X（2001）01-0030-03二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂制备及对亚甲基蓝的催化降解陈小泉1，2，李芳柏3，李新军1，柳松1，古国榜1（1：华南理工大学化工学院，广东广州510642；2：南华大学化工系，湖南衡阳421001；3：广东生态环境与土壤研究所，广东广州510650）摘要：报导了二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂的制备方法，4mmolTiO2溶胶与2g钠基蒙脱土在60℃复合、400℃灼烧得到的复合光催化剂具有良好的光催化性能。该催化剂在中性或碱性环境中能有效地吸附和降解亚甲基蓝有机

2、染料。关键词：蒙脱土；二氧化钛；复合光催化剂中图分类号：X13文献标识码：ASynthesisofTiO2/montmorillonitemultiplexphoto-catalystandcatalyticdecompositionofmethyleneblueCHENXiao-quan1,2，LIFang-bai3，LIXin-jun1，GUGuo-bang1（1:CollegeofChemicalEngineering,SouthChinaTechnologyUniversity,Guangzhou510641,China;2:Departm

3、entofChemicalEngineering,NanhuaUniversity,Hengyang421001,China;3:GuangdongInstituteofEco-EnvironmentandSoilScience,Guangzhou510650,China）Abstract:ThepaperhasreportedthesynthesisofTiO2/Montmorillonitemutiplexphoto-catalyst.Acomplexcompoundcanbeobtainedwiththat4mmolTiO2emulsions

4、olutionreactedwith2gmontmorilloniteat60℃andthenthemixturewascalcinedat400℃for2h.Thecomplexcompoundhashigherphoto-catalyticactivity.Andthemultiplexphoto-catalystcandecomposeeffectivelymethylenebluedyeinpH=7orbasesolutionwiththeultravioletlight.Keywords:montmorillonite;TiO2;mult

5、iplexphoto-catalyst32土壤与环境Vol.10No.1有机污染是最普遍的环境问题之一，有毒难降解有机污染物广泛分布于土壤、底泥、自然水系和自来水中，污染食物链，危害人体健康。在众多难降解有机污染治理方法中，半导体多相光催化氧化是较为理想的方法之一，它具有普适性、节约能源和无二次污染等优点。二氧化钛作为多相光催化剂，由于其安全无毒、来源广泛而显示出巨大的应用潜力。对于二氧化钛光催化剂的研究，目前有二个主要方面，一是要解决催化剂的固定，另一方面是提高光催化效率。现有研究的固定载体有玻璃球、砂、硅胶、空心陶瓷、玻璃纤维布、光学纤维、膜和

6、反应容器壁[1~5]等，而对二氧化钛的表面处理[6]和金属离子或氧化物的掺杂[7]一定程度上提高了反应效率。研究表明，光催化反应可以分为吸附和化学反应二个步骤，只有有机物被吸附到催化剂的表面才能被光催化降解，因此有机物分子在催化剂粒子表面的吸附性能与其光催化降解速率有密切的关系[8，9]。蒙脱土是一类天然的硅酸盐物质，具有很大的表面积和良好的吸附性。蒙脱土的硅酸盐层之间存在中和层间负电荷的Mg2+，这些Mg2+可以与钛离子进行交换，经过一定的处理，TiO2象“柱子”一样嵌在蒙脱土结构层间，联结并撑开两个邻近的硅酸盐层，形成所谓的柱撑材料。TiO2与

7、蒙脱土的复合一方面可以实现TiO2的固载，另一方面利用蒙脱土良好的吸咐性也能增加催化剂与有机污染物的接触，以达到增大光降解速率的目的。并为蒙脱土的利用提供一条新的途径。本文用天然蒙脱土转化成钠基蒙脱土，然后与二氧化钛溶胶反应复合，经过灼烧，制得了性能良好的复合光催化剂，并对这种复合催化剂对有机染料的光催化降解进行了初步的考察。1实验方法1.1钠基蒙脱土的制备称取2g蒙脱土，在烧杯中与200ml1%的氯化钠溶液混合，静置24h后，过滤，用蒸馏水洗涤数次，把洗后的固体在200ml蒸馏水中混合均匀即得到1%的钠基蒙脱土。32土壤与环境Vol.10No.1

8、1.2二氧化钛溶胶的制备室温下，在36ml1mol/L的盐酸溶液中加入0.7ml的四氯化钛，搅拌1h，得到淡黄色透明的二氧