二氧化钛柱撑蒙脱石制备及其光催化性能优化实验

论文摘要

二氧化钛柱撑蒙脱石（TiO2-PILM）是一种新型层状硅酸盐纳米复合材料,具有较大的晶面间距和比表面积,纳米TiO2均匀分布在蒙脱石层间,可用于光催化降解有机污染物。根据其结构特点,TiO2-PILM 更有利于有机污染物吸附在TiO2周围,且对环境无毒、易于回收,克服了普通纳米TiO2在使用上的缺点。目前有关TiO2-PILM 的研究主要集中在制备条件和方法上。采用TiCl4 水解法制备TiO2-PILM 的影响因素较多,不同学者的研究结论也不相同。本课题组通过大量的实验,系统研究了TiCl4 水解法TiO2-PILM 制备过程中的影响因素,制备得到结构稳定的TiO2-PILM。本论文尝试采用溶胶-凝胶法制备TiO2-PILM,同时在课题组TiCl4 水解法制备TiO2-PILM 的已有成果基础上,通过在TiO2-PILM 中掺杂铁,达到改善TiO2-PILM 光催化活性的目的。论文考察了溶胶-凝胶法制备钛柱化剂的老化时间和老化温度对钛-蒙脱石（Ti-PILM）结构的影响。结果表明,在室温条件下取柱化剂中[Ti]/[HCl]=1:2,[HCl]=5mol/L; Ti/Mt 投料比和蒙脱石悬浮液浓度分别为10mmol/g和1%时,能够制备得到晶面间距较大的Ti-PILM。采用共同柱撑的方法,在优化的实验条件下,进行了掺杂铁TiCl4 水解法制备TiO2-PILM 的实验,制备了铁浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.7%的Ti-PILM 并进行了表征。用铁浓度为0.1%的Ti O2-PILM 进行了光催化降解亚甲基蓝的实验,研究了亚甲基蓝初始浓度、掺铁TiO2-PILM 投入量、亚甲基蓝溶液初始pH 值等因素对掺铁TiO2-PILM 光催化降解亚甲基蓝的影响。结果表明,掺铁TiO2-PILM 吸附亚甲基蓝的能力显著提高,但光催化效果不明显,原因有待进一步研究。

论文目录

• 前言
• 1. 研究目的意义
• 2. 论文的研究内容
• 3. 完成的工作量
• 第一章 钛柱撑蒙脱石制备及其光催化应用的研究现状
• 1.1 二氧化钛的光催化性研究
• 2柱撑蒙脱石及其光催化应用研究'>1.2 TiO₂柱撑蒙脱石及其光催化应用研究
• 第二章 二氧化钛柱撑蒙脱石的制备
• 2.1 水解法制备二氧化钛柱撑蒙脱石
• 2.2 溶胶-凝胶法制备二氧化钛柱撑蒙脱石
• 2.3 实验结果及讨论
• 2.4 小结
• 2-PILM光催化性能的实验探索'>第三章 掺杂铁优化TiO₂-PILM光催化性能的实验探索
• 2-PILM的制备'>3.1 掺铁改性TiO₂-PILM的制备
• 2-PILM 制备条件'>3.2 掺杂铁改性TiO₂-PILM 制备条件
• 3.3 结果及讨论
• 3.4 小结
• 第四章 亚甲基蓝光催化降解实验研究
• 4.1 实验试剂和仪器
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 第五章　结论
• 参考文献
• 致谢