论文部分内容阅读
以SiO2气凝胶为基本结构单元,通过不同的合成方法,将其与功能性的材料复合,使获得的复合气凝胶材料不但具有典型的介孔网络结构特征,同时具有磁性、光催化活性等功能。在应用过程中可以产生吸附/光催化协同作用,大大提高了其对有机污染物吸附/降解效率。本文采用不同的方法制备了SiO2基复合气凝胶材料,并通过红外、差热分析仪(DTA)、XRD、BET、SEM表征复合气凝胶材料的结构性能特征。罗丹明B(Rh B)被用来作为吸附/光催化实验中的指示剂表征复合气凝胶材料的吸附/光催化效率。在本文中,通过常压干燥的方法制备一种具有很高吸附能力的磁性介孔Fe3O4/SiO2复合气凝胶。结果表明,获得的磁性气凝胶当Fe/Si(摩尔比)>0.91%时具有较高的比表面积310.8-411.0 m2·g-1和孔体积0.85-1.12 cm3·g-1。吸附试验表明,获得的磁性气凝胶显示突出的吸附能力,80min内在水溶液中对罗丹明B的吸附率可达到95.8%。此外,所有的复合气凝胶表现出良好的磁性,在进行吸附实验后很容易从水中分离出来。采用常压干燥方法合成了具有很高结晶度且多孔的SiO2-(WO3)x×TiO2复合气凝胶。在对凝胶进行表面改性/溶剂交换处理之前,我们采用一个溶剂热晶化过程对SiO2/细菌纤维素(BC)凝胶进行处理,使(WO3)x×TiO2粒子沉积在凝胶中。测试结果表明,将BC作为模板剂并辅助结晶过程对于同时提高SiO2-(WO3)x×TiO2复合气凝胶的孔隙特征和结晶性方面是一个行之有效的方法。获得的复合气凝胶表现出较高的比表面积和孔体积,并显示比P25更高的去除速率罗丹明B由于其吸附/光催化性能的提高。将光催化剂与气凝胶复合以增强它的功能并提高其比表面积是非常有意义的。实验中采取一种溶剂热辅助晶化过程来合成SiO2-(WO3)x×TiO2复合气凝胶。溶剂热晶化制备多孔SiO2-(WO3)x×TiO2复合气凝胶的过程是在细菌纤维素的引导下进行的,在这个过程中,BC不但能作为模板剂提高气凝胶的结构,还能引导(WO3)x×TiO2粒子的沉积生长。合成的复合气凝胶的比表面积和孔容积分布范围广,分别达到248.18-728.812m2·g-1和0.78-2.47cm3·g-1。所有合成的SiO2-(WO3)x×TiO2复合气凝胶均具有良好的吸附/光催化性能。