鈦酸鹽基柱撐復合材料的制備、表征及其光催化性能.pdf

1、利用太陽能解決當今社會與經濟發(fā)展面臨的環(huán)境污染問題是二十一世紀人類面臨和亟待解決的重大課題之一。層狀化合物由于其結構的特殊性，可用于制備無機-無機柱撐復合材料。本文選擇層板帶負電荷的層狀鈦酸鹽為主體，以TiO2、α-Fe2O3、ZnO為客體，通過剝離-重堆積方法將半導體主、客體重新組裝成納米復合材料，旨在制備出具有潛在應用價值的新型介孔光催化材料。
　　 (1) 利用鈦酸四正丁脂制備客體柱撐劑TiO2，以鈦酸鹽單分子納米片層為主

2、體,通過剝離-重堆垛法制備了TiO2/鈦酸鹽復合材料，利用X-射線粉末衍射、熱重-差示掃描量熱分析、傅立葉紅外光譜、紫外-可見漫散射、孔徑分布等分析手段進行了結構表征和性能測試。研究表明，TiO2/鈦酸鹽復合材料具有介孔孔道結構，層間通道高度為2.2nm，比表面積為～130m2/g，存在有～2.8nm和～6.6nm介孔分布峰。由于主、客體半導體異質結的電子耦合作用導致其XPS 結合能發(fā)生了變化，吸收光譜響應范圍拓寬。亞甲基蘭降解實驗表明

3、，基于帶-帶激發(fā)，復合材料的紫外光光催化活性高于主體和客體；基于染料敏化機理,復合材料呈現良好的可見光光催化活性。
　　 (2)利用FeCl3?6H2O水解法制備α-Fe2O3溶膠作為客體，并將之與鈦酸鹽納米片層反應，組裝出介孔性的α-Fe2O3/鈦酸鹽復合光催化劑。XRD與N2等溫吸附-脫附實驗表明，復合材料的層間通道高度為3.3nm，比表面積為～60m2/g，存在有～4nm 峰的寬介孔分布。XPS分析表明，主-客體間存在著較

4、強的電子耦合作用，導致其吸收邊紅移，對羅丹明B降解反應具有良好的可見光光催化活性。鉑化使材料的光催化活性得到進一步的提高。
　　 (3)采用剝離-重堆積法，將鈦酸鹽納米片層和ZnO膠粒構筑成層間通道高度為～1.2nm的ZnO/鈦酸鹽復合材料。研究表明，材料比表面積為～30m2/g，孔容較小；
　　 主、客體間的電子耦合作用拓寬了材料的光譜響應范圍。基于染料敏化機理，ZnO/鈦酸鹽復合材料在亞甲基蘭降解反應是呈現出一定的可