不同后处理方法制备纳米复合材料AgTiO2-ZrO2及其微波辅助光催化甲基橙.pdfVIP

第34卷第7期 赵立杰等：不同后处理方法制备纳米复合材料Ag／Ti02-ZrO，及…… 643 不同后处理方法制备纳米复合材料Ag／TiO：-ZrO：及 其微波辅助光催化甲基橙 赵立杰，李莉。，陆丹，赵月红，禚娜 (齐齐哈尔大学化学与化学工程学院。黑龙江齐齐哈尔 161006) 摘要：采用P123(EO：。PO，oEO∞)作模扳卉可，通过溶胶·凝胶一程序丹温溶剂热一步法。并经煅烧和萃取两种不同的后处理 同钛锆比例和不同后处理获得样品的组成、结构及形貌等进行了对比分析。获得了最佳光催化材料Ag／TiO，．Zr02-C (3：1)。该复合材料结晶度高、结构规整、呈四方体形、颗粒分布均匀，具有较均匀的孔结梅，其银以单质形式存在，且均 活性进行了探究。实验结果表明，通过煅烧后处理方法得到的催化剂具有最好光催化活性。在90min内降解率高达 94，O％，其活性高于市售P25、Ti02一ZrO：和Ag／Ti02-zrorE(3：1)。 关键词：A∥TiO：-ZrO：；煅烧；萃取；光催化；微波；甲基橙 中图分类号：0643 文献标识码：A 文章编号：0258-3283(2012)07-0643．06 进入20世纪，随着石油、化工和制药等工业 tky能垒，该能垒可捕获催化剂表面的光生电子， 的飞速发展，工业废水的处理问题成为世界各国 从而达到光生电子和空穴的有效分离一。。 研究的热点。目前，工业废水具有了新的特点：一 本文选题的出发点是合成具有高光催化活性 方面污染物浓度更高；另一方面污染物成分更复 的纳米复合材料。即通过化学手段将金属和金属 杂，这就造成传统的污染物废水处理方法能效降 氧化物掺杂到TiO：中，形成纳米半导体复合材 低，采用诸如混凝法、生化法、吸附法、物化法等方 料。该复合材料中TiO：和ZrO：是较常用的两种 法处理高浓度、难降解的污染物废水，难以达到排 半导体光催化剂，其在紫外光作用下具有很强的 放标准。因此，高效无环境污染的光催化氧化技 光催化性能，对染料等多种有机污染物的光降解 术在废水处理方面的研究备受瞩目¨j。 效果明显，两复合材料中Ag具有强的电子阱能 TiO：是一种传统的半导体，由于其价廉、无 力，能除去光催化过程中产生的电子，提高复合材 毒、高催化活性、化学性质稳定等特点，使其成为 料的量子效率。另外，由于微波光催化具有穿透 具有广阔应用前景的光催化材料¨J。但TiO：、力强，能使催化表面·OH的数量增加，使催化剂 ZrO：等单一半导体材料的载流子复合率较高，量 表面的附加缺陷增多。延长电子．空穴对的分散寿 子效率较低等缺陷在一定程度上也限制了其实用 命等优点，在一定程度上可提高复合材料的光催 的进程。目前的研究多集中于通过贵金属掺杂、 化性能，故本文选择微波辅助光催化作为研究的 两种半导体复合等手段对TiO：等单体进行修饰， 方式。研究中采用表面活性剂EO。PO，。EO。 从而提高光催化活性。其中，复台半导体如ZnO· (P123)作模板剂，以溶胶．凝胶一程序升温溶剂热 法为基础，通过不同的后处理方式得到～系列的 Ti02、CdS．Ti02、W03-TiO：等均表现出高于单个半 导体的光催化活性p…。与其他改性方法相比，这 种复合具有几个特点：1)通过两种半导体问的相 收稿日期：2012-01-30 互作用改变粒子的大小，从而调节半导体的带隙 基盒项目：燕龙江省自然科学基金赍助项目(B201106)；黑 和光谱吸收范围；2)由于半导体的Fermi能级不 龙江省教育厅科学技术项目11541396)：黑龙江 同，复合后可以形成Schottky势垒，降低电子．空省政府博士后资助经费(LBH-211108)；黑龙扛省研究生创 穴对的再结合几率；3)通过复合改变粒子的表面 新科研