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《h3po4改性纳米tio2气相光催化降解正己烷》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、H3PO4改性纳米TiO2气相光催化降解正己烷第18卷第2期2004年4月分子催化joURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CHINA)VO1.18,NO.2Apr.2004文章编号:1001—3555(2004)02—0136—04H3PO4改性纳米TiO2气相光催化降解正己烷蔡邦宏,叶兴南..乐英红.,高滋.(1.嘉应学院化学系,广东梅州514015;2.复旦大学分子催化与创新材料实验室,上海200433)摘要:利用钛酸丁酯水解浸渍方法制备了几种不同浓度H.PO改性的TiOz纳米
2、复合粉体材料并作了XRD,BET等表征,以正己烷的气相光催化氧化降解为探针反应研究了H.PO改性TiOz催化剂的光催化活性,并和未改性TiO2及商品TiO2DegussaP一25作了比较.结果表明,H.PO改性能够显着地细化TiO2的晶粒度,增大TiOz的比表面积,同时,适量掺杂H.PO对TiOz的光催化活性也有较大的促进作用.H.PO作为掺杂物有优于NH4H2PO4之处.关键词:二氧化钛;光催化;磷酸;改性;正己烷中图分类号:O643.32;X703文献标识码:A光催化氧化降解是近年来发展起来的
3、一种极具开发和应用前景的环境污染治理新技术.在诸多可作为光催化剂的半导体材料(主要是N型半导体如TiO2,ZnO,Fe203,SnO2,WO3,CdS,ZnS等)中,TiO.(主要是锐钛矿型)以其带隙能适中,对污染物的吸附能力强,光催化活性高,且无毒,稳定,价廉,兼有自洁,除臭,灭菌等独特的优点而得到最广泛的研究和应用[】].但TiO.需要波长等于小于387.5nm(相当于3.2eV)的近紫外光才能使之激发,对自然太阳光的利用率低,且光生电子和光生空穴容易复合,光量子效率低.有不少研究者尝试通过掺
4、杂(主要是掺杂过渡金属离子如FeH)来进一步改善和提高TiO.的光催化活性或扩大其光响应范围,取得了不少成果[2].也有人研究了酸修饰对TiO.结构和性能的影响,表明强酸(Hcl,HClO,H.SO)修饰后TiO.的光催化活性有了显着的提高[6q].但H.PO修饰TiO.的研究则迄今未见报道,估计可能是因为H.PO的酸性不够强的缘故.本文在前文[9工作的基础上研究了H.PO修饰改性对TiO.气相光催化氧化降解正己烷反应性能的影响.1实验部分1.1催化剂的制备和表征TiO.的制备:在分液漏斗中加入1
5、5g无水乙收稿日期:2003—09—27;修回日期:2003一l2一O9作者简介:蔡邦宏,男.1965年生,副教授.醇(分析纯)和17g钛酸丁酯(化学纯),混匀,组成溶液A;在圆底烧瓶中加入15g无水乙醇和45g蒸馏水,组成溶液B.在磁力搅拌下将溶液A逐滴加入到溶液B中进行水解,控制滴加速度约1h滴完,继续搅拌3h,抽滤水洗后在110C干燥12h,磨细备用.H.PO修饰TiO.的制备:移取一定量H.PO(分析纯)溶液置研钵中,加入2g上述TiO.干凝胶粉,在红外灯下均匀研磨至于,继续磨细后在l10
6、C烘干12h,制得不同浓度H.PO修饰TiO.样品.所有催化剂样品(DegussaP一25除外)在测试前均在鼓风通空气条件下在450℃马弗炉中焙烧3l1.催化剂的XRD测试在RigakuD/MAX—IA型x射线衍射仪上进行,CuKa靶.BET比表面在MicromeriticsASAP2000物理吸附仪上测定.1.2催化剂的光催化活性测试光催化反应在自制连续流动式微反应器中进行,光源为两支主波长365nm的8w紫外荧光灯.催化剂经压片粉碎后过筛,取0.42～O.83mm大小的颗粒,用量0.6g.反应
7、气为自配的正己烷一空气钢瓶稀释气,浓度约1200ppm,流速2OmI/min.反应过程中反应气的浓度用配有氢火焰检测器的102G型气相色谱仪(上海分析仪器厂)进第2期蔡邦宏等:H3PO改性纳米TiO2气相光催化降解正己烷137行检测.每次测试前,催化剂先通N预活化2h,再通反应气预吸附约10h,稳定平衡后打开光源连续反应8h,以反应8h时正己烷的稳定转化率作为催化剂活性的评价依据.2结果和讨论图1给出了不同浓度H.PO改性TiO的XRD结果(图中从上到下掺杂量/(以主原子P与Ti的原子数百分比计)
8、依次为0,0.5,1.3,5,7,9,12,16).从图上可以看出,改性后的TiO样品均以锐钛矿型存在,晶相单一,未发生锐钛矿向金红石的晶型转变,也未发现有掺杂相等新相的生成,说明所掺物质均高度分散于Ti0基体之中.结果还表明,随着H.PO掺入量的增加,TiO.的衍射峰逐渐变宽变弱.图1磷酸改性二氧化钛的XRD图Fig.1XRDpatternsofH3P0rdopedTiO2(thecontent(%)is0,0.5,1,3,57,9,12,16fromtoptobottom)表1
