论文部分内容阅读
随着人们物质生活水平的不断提高,水污染及室内空气污染日益受到人们的重视,Ti02因其较强的光催化能力而广泛用于废水处理、空气净化和杀菌自洁等领域。将W03与Ti02结合,可以减小Ti02的带隙能,扩大Ti02的光响应范围,充分利用太阳光;而多孔光催化材料则因其具有较高的比表面积和孔体积而具有更为优异的光催化性能。本文围绕SiO2/TiO2/WO3系多孔光催化材料的合成及性能,主要对以下内容进行了研究:通过预改性常压干燥制备TiO2-SiO2复合气凝胶,水热合成WOx/TiO2和SiO2/(WOx-TiO2)复合光催化材料,吸附法制备介孔(WOx-TiO2)/(TiO2-SiO2)复合吸附/光催化材料,以及Si02气凝胶/(WOx-TiO2)复合空气净化涂料的制备及表征。利用SEM、TEM、XRD、UV-vis光谱和N2吸附/脱附法对产品的微观结构和性质进行了研究,通过光催化降解罗丹明B的实验分析了材料的光催化活性,并评价分析了所制备的空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解能力。研究结果表明,采用六甲基二硅氧烷(HMDSO)处理所制备的TiO2-SiO2复合气凝胶比十甲基四硅氧烷处理获得的样品具有更高的比表面积和孔体积;在HMDSO:TMCS: TiO2-SiO2复合溶胶(体积比)=12:6:120和12:12:120预改性条件下所制备的复合气凝胶具有较高的比表面积分别为492.12m2/g和553.38m2/g,具有279ml/g和2.85ml/g的高孔容积,对浓度为CrhB=5×10-6mol·L-1罗丹明B溶液的降解率均达到96%以上。利用水热法制备了WOx/Ti02和SiO2/(WOx-TiO2)复合光催化材料,研究了Si02气凝胶和模板剂P123的不同掺杂量、水热反应温度和时间对介孔WOx/TiO2复合光催化材料结构及性能的影响规律,结果表明,当WOx加入量为2mo1%时,WOx/TiO2复合光催化材料Eg2mol%=2.44eV,对罗丹明B溶液的可见光催化降解率为90.15%;当P123摩尔质量为0.5mo1%或Si02气凝胶加入量为0.1g时,所制备的WOx-TiO2和SiO2/(WOx-TiO2)复合光催化材料对浓度为5×10-6mol·L-1的罗丹明B溶液的降解率分别为83.66%和87.18%。研究了吸附法制备介孔(WOx-TiO2)/(TiO2-SiO2)复合光催化材料,分析了乙酰丙酮与冰醋酸用量对WOx-TiO2复合溶胶的影响,实验结果表明,经过90℃常压干燥后,所制备的介孔(WOx-TiO2)/(TiO2-SiO2)复合材料的比表面积为245~287m2/g,孔体积0.17~0.28ml/g;当WOx摩尔分数为1.0mo1%时,其光催化降解CRhB=5×10-6mol·L-1罗丹明B溶液能力最强,其降解率为74.44%。对其进行重复光催化降解,其降解率分别为:74.44%、80.67%、64.17%、64.96%。研究制备了以Si02气凝胶和WOx-TiO2复合光催化粒子为主要功能性无机添加相的复合空气净化涂料,重点研究了Si02气凝胶/(WOx-TiO2)复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。结果表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数的5wt%,SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为2:1和1:1时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解性能,对RhB的降解率为69.6%,3h内对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。