改性高岭石负载TiO2光催化剂制备及分析.pdf

第38卷第5期
非金属矿
Vol38 No
2015年9月
Non-metallic Mines
September, 2015
改性高岭石负载TO2光催化剂制备及分析
杨佩汪立今
(新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830000
摘要以政性高岭石为载体,酸性环境下采用一步水热法制备负載型二氧化钛光催化剂,利用XRD、SEM和低温N2吸附?脱附对负载型
二氧化钛进行表征,并以4氣酚为目标降解物对其光催化性能进行研究。讨论了不同政性高岭石加入量对负载型二氧化钛光催化性能的影响
结果表明:政性高岭石加入量为15 mmog,水热反应温度为180℃,煅烧温度为500℃时,复合材料光催化效果最好,经500W汞灯紫外光下照射
20min后,4-氯酚溶液基本脱氟,100min时4氟酚中间体完全矿化。
关键词改性高岭石;负载TiO2;光催化;4-氯酚
中图分类号:TQ426.65;TD985文献标识码:A文章编号:10008098(2015)05-0001-04
Preparation and Properties of Modified Kaolinites Supported Tio2 Photo-catalyst
Yang Pei Wang Lljin
(Geology and Mining Engineering College, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830000)
Abstract Modifed kaolinite suppoed nanometer T O phoo-catal ysts were prepared by hydrothermal method. XRD, UV-VIS, SEM, and N
adsorption desorption technologies were used to characterize the microstructure and morphology of the samples. The photo-catalytic performance was
evaluated in terms of 4-DCP degradation under UV irradiation. The effect of modified kaolinites content on the properties of the photo-catalysts was
discussed The resuls show ha e kal te w h 1 mm g aing of p T r n hemal emperature of 180 C
calcination
temperature of 500 has the highest photo-ca alytic actiity for 4DCP pho o-catalytic degradation after 500 W UV irradiation for 20 min
Key words modified kaolinites; supported Tio; photo-catalysis; 4-DCP
高岭石是一种天然黏土矿物,属于1:1(TO)型以2")ymin扫描速度在20°~-80°范围内扫描,工作电
八面体层状硅酸盐,层结构是由一层[SiO4]四面体压40kV,工作电流30mA。通过型号为BIO-RAD
片层和[AlO。]八面体片层组成,层结构中含有大量外FTIS165型红外光谱仪测定样品表面官能团。采用日
表面羟基(OH),层间主要以氢键相连接。本实验本公司 ZEISS SUPRA55VP型号的扫描电子显微镜
以改性高岭石作为载体,在酸性条件下采用一步水热(SEMの观察样品形貌。采用康塔NOVA1000型表
法制备改性高岭石负载TO2光催化剂。通过调节不面积和孔径分析仪测定样品比表面积和孔径分布,氮
同比例的改性高岭石加入量,制备不同催化剂,并对气为吸附质,在液氨温度下测定,比表面积采用BET
其进行分析。采用4氯酚作为目标降解物,在紫外法计算,孔径分布和孔体积用BH计算。采用戴安
光下对制备的负载TO2光催化剂进行性能评估。初 HPLCU300型液相色谱仪对降解液进行分析评估。
步探讨了改性高岭石负载TO2的合成方法及其光催13样品制备
化性能,为高岭石的综合应用提供一定的指导意义。
13.1改性高岭石制备:高岭石原矿首先进行热处理
实验部分
(500℃),之后在一定质量分数(15%~25%)的硫酸溶
1.1原料及试剂所用高岭石原矿主要化学成液中,高岭石反应液质量分数为2.5%,搅拌并加热反
分(w/%)为:SiO2,49.66;Al2O3,35.00;Fe2O3,0.48;应数小时,冷却后洗滌至pH值为中性,烘干后即为改
K2O,1.90;TiO2,0.34;MgO,0.18;CaO,0.14。钛酸异性高岭石(AK-20)。
丙酯(97%0)异丙醇,分析纯;硝酸,优级纯;无水乙1.3,2改性高岭石负载TO2的制备:采用一步水热
醇,分析纯;4-氯酚,20x10°;去离子水,电阻率为法,将一定量的改性高岭石加入到去离子水中,再加
18.25M2·cm,实验室自制。
入1ml硝酸(HINO)搅拌均匀后缓慢滴入钛酸异丙
1.2仪器设备采用布鲁克D8型旋转阳极X射线酯/异丙醇溶液,85℃下反应4h。反应结束后,将其
衍射仪测定催化剂晶型,Cu靶波长λ为0.1541m,倒入聚四氟乙烯反应釜中,180℃下进行水热反应
等水热反应结東后,自然冷却,将反应釜内的上层清
收稿日期:2015-07-13
基金项目:国家自然科学基金(41462002)。
液倒掉,收集瓮底的沉淀物,在11000omin的转速下
通讯作者,E-mail:6688jc163.c0m。
高逮离心洗涤数次。最后将样品置于冷冻千燥箱中