膨润土的研究.pdf

第38卷第1期
非金属矿
Vol38 No
2015年1月
Non-metallic Mines
January, 2015
溶胶凝胶-交联制备H3PW12O4TiO2/膨润土的研究
张琳叶2王艺志严志伟康洪夏帆』魏光涛”?宽』廖荣良范瑞国
(1广西大学化学化工学院,广西南宁530004;2广西有色金属及特色材料加工重点实验室,广西南宁53000)
摘要采用溶胶凝胶法制备 HPW,O-T(OH凝胶,并交联子由季铵盐预插层的有机勝润土层间,制备了H1PW2OIO2/膨润土复合光
懽化剂。通过考察制备工艺中主要因素培烧温度、十六烷基三甲基溴化铵用量、酯醇体积比、HPW2O。用量、焙烧时间等对催化剂光催化活性的
影响,确定最佳制备工艺为焙烧温度400℃、十六烷基三甲基澳化铵用量7%、酯罅体积比85:10、HPW1Oea用量0.6g、培燒时间2boH3PWw2O
TiO2膨澳土复合光催化剂的XRD、EDS表征表明, Keggin结构HPW2Ow和锐钛矿结构TO2成功国载于膨涧土。
关键词溶胶凝胶;交联;有杌膨润土;杂多酸;TiO2
中图分类号:TQ426;1TD985文献标识码:A文章编号:10009098(2015)01-001504
Preparation of H; PWL2OADTIO2/Bentonite by Sol-gel and Cross-link Method
Zhang Linyel 2 Wang Yizhi!Yan Zhiwei! Kang Hong Xia Fan Wei Guangtao "Li Kuan Liao Rongliang Fan Ruiguo
(1 School of Chemistry and Chemical Enginering, Guan Universit Nanning, Guanxi 50004 2 Ministry-province Jointly-constructed Cul
tivation Base for State Key Laboratory of Processing for Non-ferrous Metal and Featured Materials Nanning, Guangxi 530004)
Abstract H, PW O -Ti(OH) hydrogel prepared by sol-gel was cross-linked in the layer space of organobentonite which was intercalated with
quatenary ammonium and the H P i o m catalyst was btained. The of alcian matur, dosage of
ey imethylammonm romie, lm ati of tr o alchol, mass of PW and calcinaton time on e photocatalytic actvity of composite
pho catalyst were studied The optimum press oni ions for preparation of H P O Tio /bentonite were as follows: calcination temperature
was400; dosage of cetyltrimethylammonium romide for organobentonite preparation was 7% oume ratio of ester to alcohol was8.5: 10 mass
of H P O was 0.6 g; and calcination time was 2 h. According to the characterization of XRD and EDS, Keggin H, Oao and anatase T10 were
successfully immobilized on bentonite
Key words sol-gel; cross-link; organobentonite; heteropolyacid; Tio2
半导体TiO2禁带较宽,且作为光催化剂在紫外其特殊的层状结构小阳离子交换性等特点,被广泛用
光照射下产生的电子·空穴对复合的机率较大,从而做催化剂载体S。有机膨润土是由季铵盐阳离子通
导致催化剂光量子效率低,甚至丧失光催化活性。杂过离子交换反应,最终使季铵盐有机物插层于膨润土
多酸是一类具有一定光催化能力的多氧簇金属配合层间而得到。以有机膨润土为原料制备的无机柱撑
物,通常由其与TO2制备的杂多酸IO2复合材料中,功能性复合膨润土材料,通常易于无机功能组分在膨
组分杂多酸在光催化过程不但具有光催化活性作用,润土层间的交联柱撑,所制备的膨润土复合材料的功
而且能够作为复合催化剂中光生电子的捕获剂,使杂能组分一般具有晶形稳定、性能良好等优点。此外,
多酸/TiO2复合材料中电子-空穴对有效分离,降低膨润土层的部分有机预插层会使所制备的膨润土基
电子-空穴对再复合的机率提高光催化反应效率。复合材料孔道结构改善、比表面积提高,达到进一步
因此,由杂多酸和TiO2制备杂多酸/iO2复合光催化优化复合材料整体物化性能的目的。
剂成为研究热点。膨润土是一种以蒙脱石为主要
本实验采用溶胶凝胶法制备HPW1Oo~Ti(OHD
成分的天然非金属矿产,其结构为由两层SiO四面凝胶,并交联于十六烷基三甲基溴化铵预插层的有机
体和一层A-O八面体组成的2:1型TOT层状,因膨润土,制备了H3PW1O2a/TiO2膨润土复合光催化
剂,以其催化降解金橙Ⅱ为评价指标,详细研究了制
收稿期:2014-11-28
备工艺中主要工艺因素对H1PW12 Ortio2/膨润土复
基金项目;国家自然科学基金(21366003);教育部高等学校博士
学科点专项科研基金联合资助项目(2011450]120001);广西自然
合光催化剂的催化活性影响。
科学基金(2013 GXNSFAA019296);广西大学广西有色金属及特1实验部分
色材料加工重点实验室开放基金( GXKFJ12-22);广西大学大学
生实验技能和科技创新能力训练基金项目(SYJN20130308)。
1.1原籵、试剂及仪器设备膨润土购于上海试四
通讯作者,Tel:15296528906;E- mail gtwei@gxu,cdu,cn
赫维化工有限公司,其主要化学组成(w%)为:SiO2