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纳米TiO<,2>不仅具有良好的物理、化学特性，而且对可见及近红外光均有较好的透光性，它还有很高的催化活性，能有效地通过光催化降解有机污染物，但其在水相、有机相中分散性较差而且存在着分散不均，易团聚，易失活，难回收等缺点。研究表明，通过对TiO<,2>纳米粒子表面进行修饰或是制备复合材料，能够减少纳米粒子间的团聚，改善其分散性。而纳米结构的TiO<,2>-SiO<,2>复合材料具有比单一TiO<,2>或SiO<,2>更优越的性能，它有更好的光催化活性，可用于造纸废水的处理，也可以用于造纸助留助滤剂或涂布颜料。
本实验以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体水解，用改性溶胶一凝胶法制备了TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料，通过改变反应条件，如：钛酸四丁酯的用量、正硅酸乙酯的用量、反应温度等合成了不同Ti/Si(质量比)配比的系列TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料，然后用X射线衍射仪(XRD)，透射电子显微镜(TEM)，扫描电子显微镜(SEM)，拉曼光谱(Raman)，比表面积测定仪(BET)(N<,2>吸附)，红外光谱(FT-IR)，X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等方法进行结构表征。XRD，TEM，SEM，Raman和BET分析表明，锐钛矿结构的TiO<,2>粒子均匀地分散于无定形SiO<,2>基质中，随着SiO<,2>含量的增加，TiO<,2>-SiO<,2>晶体颗粒变小而表面积变大。FT-IR光谱和XPS谱图分析发现TiO<,2>与SiO<,2>基质之间存在着Ti—O—Si键。UV-Vis分析表明，SiO<,2>含量的增加使得TiO<,2>-SiO<,2>吸收峰发生红移，吸光度增加。
本实验将TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料用于催化处理造纸废水，并对反应条件及催化剂用量等进行了详细的研究。结果表明，TiO<,2>-SiO<,2> 纳米光催化剂具有较高的光催化活性，在紫外灯下光降解蒸煮黑液和漂白废水中的酚类物质效果很明显，其光催化活性要比TiO<,2>光催化剂要好。其中，配比为TiO<,2>/SiO<,2>=98/2、焙烧温度为500℃、焙烧时间为5 h、催化用量在1 g/l、pH值在5.0～5.5时对蒸煮黑液光催化降解效果最好，而且其催化性能明显优于纯TiO<,2>，黑液COD<,Cr> 的降解率可达到65.5﹪；配比在TiO<,2>/SiO<,2>=98.2与TiO<,2>/SiO<,2>=90/10、焙烧温度为500℃、焙烧时间为5h、催化用量为2 g/l时对漂白废水中的苯酚及其酚类衍生物的光催化降解也显示出良好的催化性能。
由于SiO<,2>的加入提高了TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料的分散性，减少TiO<,2>的团聚情况，颗粒成形性好，孔隙率大，所以本实验还研究了不同TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料用作涂布颜料以及在不同原纸上涂布对涂布效果的影响因素。结果表明，TiO<,2>-SiO<,2>纳米复合材料用作喷墨打印涂布颜料时，纸页的平滑度、白度、不透明度得到不同程度的改善，与普通SiO<,2>相比，配比为90/10的纳米TiO<,2>-SiO<,2>油墨吸收性、印刷性能更好，适合作涂布颜料。不同的涂布原纸会影响涂布效果，对于配比为90/10的纳米TiO<,2>-SiO<,2>涂布颜料，用定量大一些的原纸作涂布原纸效果更好。