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矿物材料负载TiO2光催化研究进展

2021-07-15赵振涛马坤怡邢锦娟

辽宁石油化工大学学报 2021年3期
关键词:复合材料

王 宁,赵振涛,马坤怡,邢锦娟

(渤海大学化学与材料工程学院,辽宁锦州121013)

根据世界卫生组织调查数据,全球80%的疾病以及一半的儿童死亡均与饮用水质量差有关。因此,对难以生物降解的有机废水的处理已成为国内外高度重视的课题。多相光催化技术利用太阳能将有机污染物转化为CO2、H2O 等无机小分子,具有能耗低、效率高、操作温度适中、环境友好等优点,在处理水中有机污染物方面应用前景广阔[1]。

TiO2作为一种半导体光催化剂,由于其具有价格低廉、化学性质稳定、抗光腐蚀性强以及无二次污染等特点[2],在过去几十年里受到了广泛关注[3]。然而,纳米TiO2颗粒在使用过程中容易团聚、分散性差、降解后很难与水介质分离,严重限制了TiO2在废水处理中的实际应用。因此,研究人员将TiO2固定在合适的载体上来解决上述问题。

在各类载体材料中,矿物材料具有来源广、成本低、吸附能力强、阳离子交换容量高等特点,近年来备受关注[4]。矿物材料作为载体不仅可以解决TiO2易团聚、难回收的问题,而且能够通过吸附⁃光催化协同作用增加TiO2的光催化活性[5]。目前,蒙脱土、高岭石、云母、海泡石、膨润土等矿物材料常被用作TiO2的载体。本文重点介绍了几种制备矿物材料负载TiO2复合光催化剂的方法以及它们在降解废水中有机污染物方面的应用。

1 矿物材料负载TiO2的方法

1.1 溶胶⁃凝胶法

溶胶⁃凝胶法是目前制备矿物负载TiO2最常用的方法,主要包含三个步骤:首先,以含钛无机盐或钛酸酯类为前驱体,将其溶解在水或低碳醇中形成均匀的溶液,通过水解或醇解过程得到Ti(OH)4溶胶;……

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