邹东雷，李婷婷，高梦薇，钱 宁，张高瑞洋，董双石

吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，长春 130021



基于响应面的可见光催化材料制备与优化

邹东雷，李婷婷，高梦薇，钱 宁，张高瑞洋，董双石

吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，长春 130021

为使TiO2能在可见光作用下发挥光催化作用，并易于从水中分离，将掺有稀土金属离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3与TiO2采用溶胶-凝胶法结合，再将其负载于聚氨酯海绵(PS)载体表面，制备Er3+：YAlO3/TiO2-PS光催化剂。利用响应面(RSM)方法对光催化材料制备条件进行优化，根据中心组合设计方法设计出3因素5水平析因实验，以光催化剂对苯酚的降解率作为响应值，得到最佳的催化剂制备条件:在水热处理温度110～114 ℃、光催化剂中TiO2质量浓度60～65 mg/L、海绵/溶胶负载比20 g/L时苯酚降解率最佳,与实测结果相符。

上转换发光；光催化；响应面分析；苯酚；聚氨酯海绵

0 引言

由于TiO2具有化学稳定性较强、成本低廉且无毒、催化性较高等优点，因此其在处理难降解有机物方面得到了广泛的关注[1]。但一方面，由于TiO2的禁带宽度值较高(3.2 eV)，限制了其对太阳能的利用[2]；另一方面，粉末态TiO2光催化剂催化效率虽然较高，却存在反应后难以回收且光照效率低等缺陷[3-5]。若将TiO2负载于一定载体上，使TiO2易于从溶液中分离,且和载体表面形成特殊的界面效应，则可进一步提高其催化活性[6]。

光催化剂制备条件优化一般选用单因素分析法[7-9]，这种方法虽然方法简单，但多因素实验给操作带来了很大难题。……