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纳米二氧化钛催化剂载体的种类

发布者:admin 发布时间:2014-08-08 10:42:49 阅读:5805

 

纳米二氧化钛催化剂载体的种类

出处:万景纳米科技报

目前,国内外研究较多的纳米二氧化钛(VK-TA18)催化剂载体有:纳米二氧化硅,纳米三氧化二铝、玻璃纤维网(布)、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管(片)、普通(导电)玻璃片、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、木屑、膨胀珍珠岩、活性炭等。

天然

天然矿物类物质本身具有一定的吸附性和催化活性,且耐高温,耐酸碱,常被用作催化剂的载体。目前已被用作二氧化钛载体的有硅藻土、高岭土、天然浮石和膨胀珍珠岩等。刘勋等研究了几种不同天然矿物(硅藻土、蛭石、高岭土、膨润土、硅灰石和海泡石)与纳米二氧化钛(VK-TA18)的复合。结果表明,在6种天然矿物所制得的复合材料中,以海泡石光催化降解效率最高,作用6h后,对甲基橙光降解率达到98%。其次是硅藻土和硅灰石,分别达到87%85% 。且光催化降解效率与天然矿物吸附能力呈一一对应关系。陈爱平等以轻质绝热保温建筑材料膨胀珍珠岩作载体,制得了能长时间漂浮于水面的纳米二氧化钛(JR05)负载型光催化剂,用于水面浮油的太阳光光催化降解。周波等采用天然浮石为载体负载纳米二氧化钛作光催化剂,利用高压汞灯为光源对有机磷农药的光催化降解进行了研究。结果表明,浓度为1.2×104 mol·L1的农药光照2h左右可完全被光催化氧化为PO4

吸附剂类

这类载体为多孔性物质,比表面积较大,是使用最为广泛的一类载体。用作负载纳米二氧化钛(VK-TA18)的吸附剂类载体主要有活性炭、硅胶、多孔分子筛等。吸附剂类载体可以获得较大的负载量,可以将有机物吸附到纳米二氧化钛粒子周围,增加界面浓度,从而加快反应速度。崔鹏等将活性炭负载到纳米二氧化钛膜作为光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催化降解试验。结果表明,与商品化的纳米二氧化钛微粉光催化剂的降解性能相比,其降解速率较高,由于纳米二氧化钛/C光催化剂中活性炭良好的吸附性能,使得光催化反应体系内产生了吸附-反应-分离的一体化行为,提高了光催化速率。国外的V.M.GuNk等研究表明,在不同负载量下,纳米二氧化钛在硅胶表面均没有形成连续涂层;纳米二氧化钛和SiO2之间的作用力包括氢键、静电力和少量的SiOTi键,SiO2抑制了纳米二氧化钛从锐钛型向金红石型的相变。国内的郑光涛等采用溶胶-凝胶法将改性后的高效纳米二氧化钛光催化剂负载于球形硅胶上,得到了具有混晶结构、大比表面积、高活性的纳米纳米二氧化钛光催化剂。负载后的催化剂在紫外区具有强的吸收,比表面积达到379.8m·g1。郑珊等合成了纳米二氧化钛呈单层分散或双层分散状2态的多孔分子筛MCM41。结果表明,负载后,MCM41孔道表面的SiO2以化学键相连生成SiOTi键。

玻璃

玻璃价廉易得,具有良好的透光性,便于设计成各种形状,引起了研究者的重视。用于纳米二氧化钛光催化剂的载体有玻璃片、玻璃纤维网(布)、空 心玻璃珠、玻璃螺旋管、玻璃筒、石英玻璃管(片)、普通(导电)玻璃片、有机玻璃等。张新英等以空心玻璃微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型复合光催化剂,所得催化剂可以漂浮在水面上,便于回收和重新利用。

陶瓷

陶瓷也是一种多孔性物质,对纳米二氧化钛(VK-TA18)颗粒具有良好的附着性,耐酸碱性和耐高温性较好,也可用作催化剂载体。若在日常使用的陶瓷上负载纳米二氧化钛,可以制成具有良好自洁功能的陶瓷,起到净化环境的作用。贺飞等采用溶胶-凝胶法,在自制的陶瓷釉体表面制得粒径大小为40100nm的纳米二氧化钛晶粒。它紧密结合,形成透明均一无彩虹效应的纳米二氧化钛光催化薄膜型自洁功能陶瓷,具有超级亲水性和去污功能。

有机

由于纳米二氧化钛在阳光下能光催化氧化降解有机物,所以一般不用有机材料做载体。而某些高分子聚合物,如饱和的碳链聚合物或氟聚合物,有较强的抗氧化能力,所以也可以用于负载型纳米二氧化钛的研究。但由于·OH-·O2-的强氧化性,这些高分子聚合物载体只能在短期内使用.

在载体选择时,必须对效率、催化活性、催化剂负载的牢固性、使用寿命、价格等作综合考虑。

 
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