载Ag-TiO2/4A分子筛的制备及其光催化性能的研究

论文摘要

提高TiO2光催化能力，制备出具有高的光催化活性的光催化剂是近年来光催化领域的研究热点之一。论文对载Ag-TiO2／4A分子筛的制备过程进行了阐述，通过大量的探索性实验确定了制备条件，并对其进行了优化，最后考察了新型光催化剂的光催化活性。论文以4A分子筛作为载体，先采用离子交换法制备载Ag+／4A分子筛，然后通过不同后处理法将银离子还原为银单质，制备成载Ag／4A分子筛，并进一步研究了光还原后处理法的反应条件对沸石载银量的影响。通过X射线衍射和扫描电镜对不同方法下制备的载Ag／4A分子筛进行表征，结果表明：光还原后处理法可产生银单质的特征峰，并能保持4A原有结构；反应条件在交换温度为50℃、交换时间为3h、pH值为7.0时，载银量达到最佳值。采用溶胶-凝胶法，以钛酸丁酯为钛源，在所制备的载Ag／4A分子筛上负载TiO2。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FTIR）和透射电镜（TEM）等测试方法对所制备的光催化剂进行了分析和表征，并以甲基橙为降解对象考察了催化剂的光催化活性。表征结果表明：所制备的光催化剂没有破坏载体的晶体结构，TiO2颗粒沉积在载体周围，银颗粒分布在载体表面；XRD图谱中较低温度时就出现了锐钛矿型TiO2的特征峰。光催化降解反应结果表明：掺入TiO2可使载Ag／4A分子筛的光催化活性有所增强，与空白沸石相比，降解率分别提高约8倍和5倍；载Ag-TiO2／4A分子筛光催化剂在偏酸性的溶液中、短波紫外光区具有较好的光催化活性，同时具有较好的重复使用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 光催化技术发展历程
• 1.1.1 光催化氧化技术发展背景
• 1.1.2 光催化氧化技术的特点
• 1.1.3 半导体光催化技术研究
• 1.1.4 影响半导体光催化速率与效率的因素
• 1.1.5 提高半导体光催化活性的方法与途径
• 1.1.6 半导体光催化的应用领域与前景
• 2/分子筛光催化剂研究进展'>1.2 载Ag-TiO₂/分子筛光催化剂研究进展
• 1.2.1 分子筛的结构特点
• 2/4A分子筛的光催化反应机理'>1.2.2 载Ag-TiO₂/4A分子筛的光催化反应机理
• 1.3 本课题的研究目的与内容
• 2 载AG/4A分子筛的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 载 Ag/4A分子筛光催化剂的制备
• 2.2.4 物性分析测试
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 扫描电镜分析
• 2.3.2 X射线衍射分析
• 2.3.3 光还原法制备载 Ag/4A分子筛
• 2.4 小结
• 2/4A分子筛的制备与表征'>3 载AG-TIO₂/4A分子筛的制备与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 实验仪器
• 2/4A分子筛光催化剂的制备'>3.2.3 载Ag-TiO₂/4A分子筛光催化剂的制备
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 光催化剂的扫描电镜分析
• 3.3.2 光催化剂的X射线衍射分析
• 3.3.3 光催化剂的TEM分析
• 3.3.4 光催化剂的 IR分析
• 3.4 小结
• 2/4A分子筛光催化性能的研究'>4 载AG-TIO₂/4A分子筛光催化性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 光催化降解实验
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同光催化剂催化性能的比较
• 4.3.2 不同煅烧温度对降解率的影响
• 4.3.3 催化剂浓度对降解率的影响
• 4.3.4 溶液pH值对降解率的影响
• 4.3.5 不同光源对降解率的影响
• 4.3.6 重复使用性对降解率的影响
• 2/4A分子筛光催化剂降解甲基橙溶液机理初探'>4.4 载Ag-TiO₂/4A分子筛光催化剂降解甲基橙溶液机理初探
• 4.5 小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献