用于降解NOx和VOCs的光催化剂TiO2的制备方法探讨*
2019-02-13
石油化工腐蚀与防护 2019年2期
(中国铝业集团有限公司,北京 100082)
光催化技术是近年来发展起来的一种污染物降解技术。利用该技术,可在太阳光及空气中的氧气作用下,把NOx和VOCs等污染物催化降解为二氧化碳和水。光催化技术具有反应条件温和、能耗低和无需额外加入反应物等特点,在国外的大气环境治理方面得到了广泛应用[1-2]。
光催化技术的核心在于光催化剂。1972年,A. Fujishima和K. Honada首次发现n型半导体TiO2电极能催化分解水,其后科研人员研究了很多光催化剂,研究比较多的光催化剂大都属于n型半导体。目前为止,已研究过的光催化剂主要有TiO2,ZnO,CdS,WO3,SnO2,Fe2O3,ZnS,In2O3,PbS和SrTiO3等过渡金属的氧化物或硫化物[3-7]。尽管有些半导体化合物具有光催化活性,但由于容易产生化学或光化学腐蚀作用,故不适合作为光催化剂。TiO2不仅具有很好的光催化活性,而且稳定性高、耐蚀性好、成本低及无毒,被认为是一种较为理想的光催化材料。
1 纳米TiO2的制备方法
TiO2有3种晶型:锐钛矿(A)、板钛矿(B)和金红石(R)。板钛矿TiO2由于稳定性较差,应用较少。锐钛矿和金红石两种晶型的TiO2是应用较多的光催化剂。由于锐钛矿的结构不如金红石稳定,因此锐钛矿的光催化活性要优于金红石的光催化活性。
纳米TiO2的制备方法主要有气相法和液相法两种。
1.1 气相法
气相法是不同气体之间发生化学反应,在冷却的过程中凝聚形成纳米颗粒的方法。气相法包括气相热裂解法、气相氧化法、钛醇盐气相水解法和四氯化钛氢氧火焰水解法等。采用气相法制备的纳米TiO2具有好的单分散性、较细的粒度和高活性等优势,缺点是成本高、工艺复杂且能耗大。……
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