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掺铽TiO2柱撑膨润土复合光催化剂的制备及光催化性能

通过溶胶-凝胶法(sol—gel),以钛酸四异丙酯和Tb2O3为前驱体制备出一系列不同掺铽量的TiO2柱撑膨润土(Tb-TiO2-PILCs)。采用XRD、BET测试技术对制得的复合催化剂进行了表征。并以五氯酚钠为目标污染物,考察了它们的光催化性能。结果表明,掺铽与未掺铽的TiO2-PILCs中TiO2主要以锐钛矿型存在;掺铽的Tb-TiO2-PILCs的光催化活性明显优于未掺铽的TiO2-PILC,Tb/Ti质量比为0.5

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第2 5卷第 5期 20 0 8年 5月

应用化学 C N EJ HI ES OURN P I D AL OF AP L E CHE S Y MITR

Vo. 5 No 5 12 .

Ma 0 v2 08

掺铽 TO2撑 B -复合光催化剂的制备及光催化性能 i柱 SN t -。 胡六江李益民 (兴文理学院化学系绍

柴国英

绍兴 320 ) 10 0

通过溶胶一凝胶法 (o—e)以钛酸四异丙酯和 T sl 1, g bO为前驱体制备出一系列不同掺铽量的 TO柱 i

撑膨润土 ( bT0一IC ) T -i, L s。采用 X D、 E P R B T测试技术对制得的复合催化剂进行了表征。并以五氯酚钠为目标

污染物,考察了它们的光催化性能。结果表明,掺铽与未掺铽的 T0一IC i PL s中 TO主要以锐钛矿型存在; i掺铽 的 T .i,PL s光催化活性明显优于未掺铽的 TO一IC, bT质量比为 0 5的 T—i2PL催化活 bTO .IC的 i PL T/ i .% bTO一IC

性最佳。复合催化剂具有回收容易,重复使用性好等特点。 关键词钛柱撑膨润土,,杂,铽掺光催化活性,氯酚钠 五文献标识码: A文章编号:0 00 1 ( 0 8 0 -5 9 ) 10 -5 8 20 ) 5 6 44 0中图分类号:6 3 0 4

TO因其性能稳定、价、毒、化活性高,以有效地降解污水和废气中的许多有机污染 i,廉无催可物¨]被认为是一种最具潜力的半导体光催化剂。然而由于 n型半导体表面产生的具有高度活性的 ,

空穴一电子对极易复合,会降低 TO的光催化效率。 i,研究表明_, 5贵金属沉积或过渡金属、 稀土掺杂可 以抑制光生空穴一电子对的复合,高催化效率。在废水处理中,用超细 TO粉体则会造成凝聚及回提使 i,收难等问题。此外 TO对污染物质,别是对有机污染物的吸附性能低,约了它的实际应用。为了解 i,特制决这些问题,一些学者试验了将 TO负载于隋性吸附材料: i,如活性碳[m、子筛[硅胶[]作实际 9]分 '】、】上 应用。

TO柱撑粘土 ( i,PL )将纳米级的 TO粒子插入到粘土硅酸盐层间得到的具有微

孔结构的 i, TO一IC是 i, 一

类复合材料。因其比表面积大、微孔量高、面酸性强等特征,作吸附剂、化剂和催化剂载体在石表用催

油化工和废气处理方面显示了良好的应用前景[,]为光催化剂, 11。作 34由于 TO柱撑粘土良好的吸附和 i,光催化性能,在处理有机污染物废水中显示了独特的优点[,]文用钛酸四异丙酯水解产物为柱化 11。本 56剂,制得钛柱撑膨润土,同时为了减少光生空穴一电子对的复合几率,高光催化性能,过共沉淀法制提通 得了不同掺 T b量的 TO柱撑膨润土,用 X D、 E i,并 R B T测试技术表征了复合催化剂的结构性能。以五氯

酚钠为目标降解物,考察了它们作为光催化剂的催化性能。

1实验部分 1 1试剂和仪器 .

钠基膨润土 ( aB noi )内蒙古宁城天宇化工有限公司 )基膨润土经 N C溶液处理得到, N—etne ( t钙 a1其阳离子交换用量 ( E ) 1 1 m Lg比表面积为 3 ./。酸四异丙酯为工业品 ( C C为 . 5m o/, 1 8m。g钛安徽天长市有 机化工厂 )三氧化二铽、,五氯酚钠及其它试剂均为分析纯,验用水为去离子水。实

日本理学 D MA 50型 x射线衍射仪, u靶、c线; mnsr 0 X型比表面孔隙分析仪 (/ X20 c Kt O i p10C o美国 C ut公司 )30o脱气,7K下 N吸附; P85 olr e,0 C 7 H一4 3型紫外可见光谱仪 (国 A in公司 )美 gl t e。 1 2 T - i - I Cs . b T O ̄ L的制备 P

将钛酸四异丙酯 ( H c与 T摩尔比为 2 ) T冰 A i 4和 b与 r一定质量比的 T, r i bO加入到 8%的冰醋酸 0 溶液中, 5在 0℃水浴中搅拌 4 i,到相应的柱撑液。柱撑液在室温下老化 4 h后, 0mn得 通过蠕动泵将其慢慢注入到 0 5的粘土浆液中 (克粘土浆液中含 2 mo T ) .%每 0 m l i进行离子交换反应, 交换后放置过夜, 20 -52 0 70 -5收稿,0 70 -8修回 20 -92 -

浙江省自然科学基金资助项目( 56 8 )浙江省教育厅科技项目(0 5 0 1 Y028, 20 0 2 )通讯联系人:李益民,,男

博士,教授;Emall@zc8eu (;研究方向:— i:my¥a.d .1 i 3 1环境化学

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