热处理对活性炭负载纳米TiO2光催化剂晶体结构及光活性的影响.pdf

第26卷第1期 材料热处理学报 V01．26 No．1 OF ANDHEATTREATMENT 2005年 2月 TRANSACTIONSMATERIALS 2005 February 热处理对活性炭负载纳米Ti02光催化剂 晶体结构及光活性的影响 周武艺，唐绍裘，崔 婷，谭利宁，朱琦琚 (湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082) 透射电子显微镜(TEM)等研究光催化剂的晶体结构和表面形貌。不同气氛下煅烧对Tio，的晶体转变的影响研究表 明：氮气下TiO，晶体转变温度明显低于空气下晶体转变温度，但是活性炭负载量对晶体结构的影响不大。光催化活 性实验表明：活性炭负载纳米TiO，光催化剂对亚甲基蓝的降解作用要优于纯TiO：的降解作用。不同气氛下煅烧实验 研究发现，在低于400％时，空气中煅烧的光催化剂的光催化活性明显要优于在氮气中煅烧的；但在400％时氮气中煅 烧后的光催化剂对亚甲基蓝的降解作用达到了最佳，且高于同温度下在空气中煅烧的样品。而高于400℃后其降解 效果逐渐下降。在空气中煅烧后的光催化剂在550％煅烧后才对亚甲基蓝的降解活性达到了最佳状态。 关键词：热处理； 活性炭负载；纳米TiO，；光催化活性 文献标识码：A 文章编号：1009—6264(2005)01—0005—05 中图分类号：TQ424．1；TGl51．1 纳米TiO，光催化材料具有其他材料无法比拟的 得到了提高。上述研究都是在单一气氛中(如氮气， 空气，二氧化碳等)煅烧后的结果，本文主要是以钛酸 化学与物理性能，其在紫外光(波长387nm)辐射下 能表现出相对高的活性和化学稳定性，能够降解有机 丁脂为钛源通过改性溶胶一凝胶法合成活纯TiO，及 化合物和有毒物质。以往大量的研究者集中于TiO， 活性炭负载TiO，光催化剂粉末，并研究了不同气氛 纳米粉末的制备以及改性‘1“o。粉末颗粒的高度分 下(空气和氮气)热处理工艺对活性炭负载TiO：光催 散以及大的比表面积都有利于提高TiO，的光催化活 化剂粉体的晶体结构以及光活性的影响。 性。制备方法，结晶度以及锐钛矿与金红石的比率等 因素也是影响光催化活性的重要因素b。J。Inagaki 1 实验过程 等№o制备了两种复合材料：炭包覆TiO：和层状石墨 1．1活性炭负载纳米TiO：光催化剂的制备 固定TiO：，发现：炭包覆TiO：复合材料对亚甲基蓝具 有更高的活性且可重复利用，在紫外光照射下层状石 墨固定TiO，能够将重油转移到层状石墨的大孔中而 散剂。高速搅拌(1500 被TiO，降解。Hermann等人旧。研究了在紫外光照射 下不同活性炭对TiO，光催化降解有机污染物的影 溶液，然后继续搅拌直至形成凝胶。盐酸在实验中是 响，发现：活性炭有利于提高TiO，光催化剂降解苯 用来加速凝胶的形成。将凝胶置于空气下陈化数天 后在100℃空气气氛下干燥得到一种蓬松的粉末。 酚、四氯苯酚以及杀虫剂等有毒物质。Tryba等人旧1 研究了活性炭固定TiO，对苯酚的降解的影响发现： 然后在不同气氛下(空气和氮气)下分别经250℃， 尽管活性炭固定TiO，复合光催化剂的比表面积较原 始活性炭极大地下降，而对苯酚的光催化活性却明显 末。活性炭负载TiO：的光催化剂粉末制备除了在溶 收稿日期：2004．06．20；修订日期：2004．09—21 实验过程与以上一致，得到粉末置于一个干燥的小容 作者简介： 周武艺(1976一)，男，湖南