论文部分内容阅读
埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然铝硅酸盐的中空管状纳米管,价格低廉,具有一定的长径比、天然纳米空间及内腔负载容积大等特点,适合作为纳米反应器,同时其比较大的外表面积和硅铝骨架结构,适合作为催化剂载体。本文以HNTs结构特征为研究对象,采用滴加灌装法在HNTs管腔内分别负载纳米氧化铜和氮掺杂纳米氧化锌颗粒,制得纳米氧化铜负载型催化剂(CuO/HNTs)和氮掺杂纳米氧化锌负载型催化剂(N-doped-ZnO/HNTs);采用反应釜气相沉积法在HNTs表面负载纳米二氧化钛颗粒,制备HNTs负载型纳米催化剂,分别研究了它们的催化性能。采用XRD、FI-IR、TGA、SEM、TEM、BET等表征手段研究了HNTs的结构和物理性质,结果表明本课题采用的国产HNTs的长度约为200-500 nm,外径约为50-70 nm,内径约为15-25 nm,比表面积为33.8 m2/g。经800℃煅烧3h后,HNTs的管状结构依然能保持完好,表明HNTs具有很好的热稳定性。在100℃下,经pH=1或13的溶液水热浸泡处理后,HNTs的管状结构依然完好,说明HNTs具有良好的耐酸碱性。以HNTs的中空管状结构为模板,采用滴加灌装法分别制得纳米氧化铜负载型催化剂(CuO/HNTs)和氮掺杂纳米氧化锌负载型催化剂(N-doped-ZnO/HNTs)。运用XRD、FT-IR、 Uv-vis、SEM、TEM、EDX等表征手段对CuO/HNTs、N-doped-ZnO/HNTs进行了分析表征,结果表明,纳米氧化铜、纳米氧化锌颗粒成功负载到了HNTs管腔内,且ZnO中氮元素的原子摩尔百分含量为1.2%。研究了CuO/HNTs在环己烯环氧化为2-环己烯酮反应中的催化性能,结果表明,CuO/HNTs的转化率大于99%,选择性可达98%。研究了N-doped-ZnO/HNTs在模拟太阳光下,光催化降解甲基橙的光催化性能,结果表明,在光照120 min后,N-doped-ZnO/HNTs对甲基橙的去除率为70%。以HNTs表面为模板,采用反应釜气相沉积法负载氮掺杂纳米二氧化钛。运用XRD、 FI-IR、Uv-vis、SEM、TEM、EDX等表征手段对N-doped-TiO2/HNTs表征分析,结果表明,在HNTs表面成功负载了氮掺杂纳米二氧化钛,研磨和滴加两种方式下制备的Ti02氮的原子摩尔百分含量分别为2.3%、4.1%,钛的原子百分含量分别为2.43%、6.52%。研究了其在模拟太阳光下,光催化降解甲基橙和苯酚的光催化性能。结果表明,采用研磨方式和滴加方式制备的N-doped-TiO2/HNTs催化剂,氮的相对含量分别为0.45%、2.09%。光照300 min后,对甲基橙的去除率分别为8.55%、9.82%;光照150 mmin后,对苯酚的去除率分别为40.38%、74.42%。