含钛介孔光催化剂的制备研究进展与发展趋势.pdfVIP

2006年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑 含钛介孑L光催化剂I,勺iII备研究进展和发展趋势 刘冀锴1一，安太成p，武江波1一，曾祥英1，李桂英1，傅家谟1，盛国英1 (1中国科学院，广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室和广东省环境资源利用与保护重点实 验室，广州510640；2中国科学院研究生院，北京，100049) 催化剂兼具了介孔材料和二氧化钛各自的特点和优势。对于含钛介孔光催化剂 孔硅基分子筛，并研究了其光催化氧化芳香族化合物的催化活性。此后，对于 含钛介孔光催化剂制备的研究在全世界范围内蓬勃开展起来。本文论述了近年 来有关含钛介孔光催化剂的制备方法的研究进展，并对存在的问题和发展趋势 进行了展望。 1． 制备方法 method) 1．1溶胶．凝胶法(S01．gel 该方法已成为现今最为基本，也是应用最为普遍的合成含钛介孔光催化剂的方法 之一，具有反应过程易控制、设备简单、成本低，合成出的介孔固体具有纯度高、 均匀性好、易于掺杂等优点。通过添加模板剂、改性剂或改变反应环境等都会对 溶胶．凝胶法制备出的含钛介孔光催化剂物理化学性能产生影响。 method) 1．2模板法(Templating 基于模板IIii够显著改善含钛介孔光催化剂的物化性能，目前已经成为合 成含钛介孔光催化剂的最为广泛的一种方法。模板剂的选择是模板法合成含钛 介孔光催化剂的核心步骤及核心影响因素，常用的模板剂可以分为表面活性剂 模板剂、非表面活性剂模板剂及混合模板剂三大类，而常作为模板剂的表面活 性剂又可以分为：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂 Ty[41、Yang 三类。Peng 子型表面活性剂和非表面活性剂模板IIiii备出含钛介孔光催化剂。 method) 1．3水热法(Hydrothermal 水热法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常温条件下无法得到的、 特殊的物理和化学环境，从而极大地缩短了反应时间，并可有效改善所制备材 料的物化性能。Chen 合成的影响因素和材料的光催化活性。 method) 1．4溶剂热法(Solvothermal 溶剂热合成法是用有机溶剂代替水作反应介质，采用类似水热合成的原理 合成出介孔Eu203．Ti02材料，平均孔径达11．2nm。 2006年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑 method) 1．5超声化学法(Sonochemical 超声化学法就是提供一个高能量密度的反应环境，来缩短反应时间和改善 材料的物化性能。YuJC等【9】在高强度超声辅助下，合成出三维介孔结构的Ti02 光催化剂，在光催化降解丙酮时表现出了较高的催化活性。 1．6其他方法 除了上述5种应用较广泛的方法外，共沉淀法、微乳法和反胶束法等也是 合成这类材料的有效方法。 2． 存在的问题与发展趋势 为了使含钛介孔光催化剂这种多功能材料在更大的领域得到推广和应用， 研究人员应在以下几个方面加大研究力度。 (1)目前合成的含钛介孔光催化剂大部分孔径都在10nm以下，这就大大 限制了这类材料在较大分子有机污染物治理中的应用，因此如何合成出更大孔 径含钛介孔光催化剂是研究人员们需要进一步努力的方向。 (2)与其他介孔材料类似，反应后处理温度与含钛介孔光催化剂的结构和 性能稳定性一直是一对矛盾。虽然近年来研究人员在提高含钛介孔光催化剂的 热稳定性、水热稳定性及晶型转化温度方面已经做了一定的工作，但有效的成 果不多，因此进一步提高含钛介孔光催化剂的这些性能仍是一个值得研究的问 题。 (3)目前常用的制备含钛介孔光催化剂的方法仍然存在诸多不足之处，例 如模板法中所使用的模板剂一般价格较高，且再生较为困难，而水热法、溶剂 热法和超声化学法对设备的要求则较高，这些都会使得制备催化剂的总体成本 增加。因此，如何努力寻找合成过程更简单、更廉价、更环保的制备方法，制 得性能更好、催化活性更高的含钛介孔光催化剂也是目前最值得研究的一个问 题。 参考文献： C M W T