含Sr納米晶粒TiO-,2-微球的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、納米TiO<,2>光催化降解法具有高效、節(jié)能、清潔無毒、催化范圍廣等優(yōu)點，可以有效去除水體中多種有機污染物，在水處理研究領域具有廣闊的應用前景。然而，TiO<,2>納米粉末的易失活、易凝聚和難回收以及負載型的TiO<,2>光催化劑在重復使用的過程中容易從載體表面脫落、降解效率低等問題一直難以解決。 本文在國內(nèi)外的研究基礎上，以聚合單體液滴為模板，通過高分子反相懸浮聚合技術和溶膠一凝膠法，成功地制備了聚合物-TiO<,2>復合微

2、球，通過熱處理將聚合物分解，得到平均球徑幾百微米且具有多孔結構的TiO<,2>納米晶粒微球。再繼續(xù)通過離子溶液浸漬和高溫反應過程，將Sr離子引入TiO<,2>微球中，得到含Sr納米晶粒TiO<,2>多孔微球。 以常見的XRD、SEM、BET、UV-vis等方法對TiO<,2>多孔微球的物理性能進行了系統(tǒng)表征。FTIR和XRD測試結果表明，所得含Sr二氧化鈦多孔微球主要由銳鈦型TiO<,2>納米晶粒組成，輔以少量鈦酸鍶，晶粒尺寸

3、為42-45nm，SEM可以觀察到微球球徑為200～500μm，截面呈現(xiàn)蜂窩狀孔結構。BET測試顯示，球的平均孔徑為10nm，并且具有較好的單分散特征，比表面為30-40m<'2>／g。UV-vis譜圖顯示含Sr納米晶粒TiO<,2>微球的最大光吸收波長較之空白二氧化鈦微球紅移約50nm。 對含Sr納米晶粒TiO<,2>微球降解染料和生物大分子溶液的光催化活性、降解效果、影響因素、使用壽命及降解動力學等進行系統(tǒng)研究。實驗結果表

4、明，空白微球經(jīng)過10％硝酸鍶溶液浸漬6小時后再500℃高溫處理4小時后的4<'＃>微球具有較好的光催化性能。反應底物溶液的pH值對TiO<,2>多孔微球的吸附和降解性能都有較明顯的影響，由光降解機制與實驗結果可知，pH=2～4的酸性條件和pH≥10堿性條件有利于催化劑的光催化降解，顯示出催化降解效果較好；對于染料溶液，光降解呈零級動力學，而對于生物大分子溶液，光降解反應呈一級動力學；此種大球徑、多孔結構的含Sr納米晶粒TiO<,2>微球