[00968365]天然沸石与TiO2结晶体复合效应对光催化功能的影响

本项研究以四氯化钛和钛酸四丁酯为钛源，以三种天然沸石为载体，采用水解沉淀和溶胶-凝胶方法制备出在沸石表面负载的纳米结晶TiO_2的高效光催化复合材料。采用现代分析测试技术SEM、TEM、AFM、XRD、SPX、DRIFT及RAMAN等测试证实，结晶TiO_2主要以锐钛矿相的50nm以下晶粒均匀分布在沸石的外表面，与沸石之间实现了一定程度的化学键合，沸石表面的活性和离子交换性能为TiO_2的牢固负载和均匀纳米化稳定存在发挥了重要作用。沸石负载的TiO_2光催化材料由于沸石的吸附效应有利于被降解物的富集，有效促进了光催化反应进行。通过对甲基橙、有机磷农药、苯酚等有机物的降解实验证明，光催化效果均优与纯态TiO_2，重复使用效能相对稳定。对铁等过渡金属离子搀杂并负载的研究证实，过渡金属的搀入不会改变TiO_2的晶相，拓展了光响应波长，沸石负载后表现出在太阳光下更优异的光催化活性和重复使用的稳定性。对比丝光、斜发和浊沸石的不同种类矿物与TiO_2复合效应显示，沸石的孔道大小是影响光催化的重要条件。沸石负载的TiO_2光降解有机物在不同的浓度范围表现出不同的动力学特征，主要表现为准一级反应特征。