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介孔SO42−/W-TiO2@SiO2可见光催化剂的制备及催化性能

2014-08-13占昌朝钟明强杨晋涛曹小华

中国有色金属学报 2014年1期
关键词:催化剂

占昌朝 ,钟明强 ,陈 枫,杨晋涛,曹小华 ,张 旭,刘 涛

(1. 浙江工业大学 化学工程与材料学院,杭州 310014;2. 九江学院 化学与环境工程学院,九江 332005)

因具有无毒、化学性质稳定、难溶、抗光及化学腐蚀等优点,TiO2光催化剂在降解空气和水中有机污染物方面有着广阔的应用前景[1−3]。因而,有关 TiO2光催化剂的研究也受到了越来越多的关注,并在制备方法及机理研究方面取得了许多新进展。然而,由于存在激发波长短,太阳能利用率低,光生电子及空穴复合几率高,量子效率低等不足,因此,开发具有可见光响应的高活性光催化剂成为目前光催化领域的一个重要课题[4−6]。通过金属离子掺杂、硫酸化修饰、介孔化和负载等方法对TiO2光催化剂进行改性,能拓展光谱响应范围、抑制光生载流子复合、增大比表面积使其催化活性得到提高[7−10]。

介孔TiO2虽然具有比表面积较大的优点,但是在高温后处理过程中,往往会发生介孔结构坍塌,比表面积减小,晶型从锐钛矿转变到金红石相,从而导致光催化剂活性下降[11]。采用在介孔TiO2中引入金属氧化物 (如 SiO2、ZrO2、Al2O3等)或过渡金属离子掺杂(如 W6+、Nb5+、Mo5+和 Mn2+等)的方法已证明能克服以上不足[7,12−14]。FU 等[12]报道加入 SiO2或 ZrO2能提高TiO2光催化剂的热稳定性和表面酸性,增大催化剂的比表面积。刘松等[14]采用W6+掺杂介孔TiO2提高了降解亚基兰的可见光催化活性。

近来,有研究表明TiO2表面采用硫酸化修饰后能提高其锐钛矿的含量,比表面积及表面酸性[15−16]。TiO2表面的酸性质点有利于对有机污染物的吸附,从而提高其光催化活性[15]。……

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