SiO2复合气凝胶的制备及其光催化性能.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao1360Acta脚．一Chim．Sin．2015，31(2)，360-368February[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201412243、^，、VⅥ，．whxb．pku．edu．cn耐高温核，壳结构TiO2，SiO2复合气凝胶的制备及其光催化性能祖国庆沈军王文琴邹丽萍许维维张志华(同济大学波耳固体物理研究所，上海市人工微结构材料与技术重点实验室，上海200092)摘要：以钛酸四丁酯为源，采用苯胺．丙酮原位生成水溶胶-凝胶法，在乙醇超临界干燥过程中用部分水解的钛醇盐和硅醇盐对TiO凝胶进行超临界修饰制

2、备了具有核／壳纳米结构的块体TiO／SiO复合气凝胶．制备的复合气凝胶具有优异的机械性能，其杨氏模量可达4_5MPa．复合气凝胶同时具有极好的高温热稳定性．经过1000。C热处理后，线性收缩由纯TiO气凝胶的31％降至复合气凝胶的1O％，且比表面积由纯TiO气凝胶的31mg提升至复合气凝胶的143mg～．此外，该复合气凝胶经1000。C热处理后具有优异的光催化降解亚甲基蓝的性能．其优异的光催化性能得益于Ti0ISi0复合气凝胶1000。C处理后高的比表面积和小的颗粒尺寸．优良的耐热性能、力学性能和光催化性能使获得的具有核，壳纳米结构的TiO#SiO复合气凝胶在光催化领域具有良好

3、的应用前景．关键词：TiOJSiO复合气凝胶：核，壳纳米结构：原位生成水：超临界修饰：耐高温：光催化中图分类号：0648PreparationofHeat—Resistant，Core／ShellNanostructuredTi02／SiO~CompositeAerogelsandTheirPhotoCataIytiCPropertiesZUGuo—QingSHENJunWANGWen-·QinZOULi-PingXUWei．WeiZHANGZhI-Hua(ShanghaiKeyLaboratoryofSpecialArtificialMicrostructureMateria

4、lsandTechnologyPohlInstituteofSolidStatePhysics，TongfiUniversity,Shanghai200092，PR．China)Abstract：Core／shellnanostructuredmonolithicTiO2／SiO2compositeaerogelswerepreparedbytheaniline．acetoneinsituwaterformationso1．gelmethod．Titanium(IV1n．butoxidewasusedasaprecursorfoIlowedbysupercriticalmodi

5、ficationwithpartiallyhydrolyzedtitaniumalkoxideandtetraethoxysilaneduringethanolsupercriticalfluiddrying．TheObtainedcompositeaerogeIshowedexcellentmechanicaIstrengthwithaYoungSmodulusof4．5MPa．ThecompositeaerogeIexhibitedexcellentheatresistance．Afterheattreatmentat1000。CitsIinearshrinkagedecr

6、easedfr0m31％f0rtheTiO2aerogeIto10％f0rthecompositeaeroge1．Thespecificsurfaceareaincreasedfr0m31m·gf0rtheTiO2aerogelto143m·g。’f0rthecompositeaeroge1．ThecompositeaerogeIexhibitedexcellentphotocatalyticperformanceduringthedegradationofmethyleneblueafterheattreatmentat1000。C．1tsexcellentphotocata

7、lyticpropertyiSattributedtoitshighspecificsurfaceareaandthesmalIparticlesizeofthecompositeaerogelafterheattreatmentat1000。C．Theenhancedheatresistance．mechanicalstrength．andphotocatalyticperformancemakestheobtainedcore／shellnanostructured丁iO2／Si02co