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在过去的几十年里，Ti02光催化剂以其价廉、无毒、高稳定性等物理性能和在有效降解有机污染物等环保方面的广阔的应用前景，而引起人们巨大的兴趣，并获得广泛的研究。但由于Ti02只有在387nm的紫外光辐射激发下，才具有较明显的催化性能，有着很大的局限性，难以在生产实践中推广使用。随着环境污染问题和能源问题的逐渐恶化，实现自然光条件下的光催化，越来越成为大家瞩目的焦点。同时，如何扩大Ti02的比表面积，增强其催化能力，也成为一个重点问题。
本文目的为研究Ti02-Si02和Ti02-Si02-Fe两种气凝胶光催化剂的制备及其在废水处理中的应用。
在室温下，以溶胶.凝胶法为基础，正硅酸乙酯和钛酸丁酯的两步水解-缩聚反应法为基础，通过对溶胶-凝胶过程条件的控制，将Ti02醇溶胶和Si02醇溶胶混合，得到分散均匀的复合醇凝胶，添加化学修饰剂甲酰胺，辅以母液浸泡、溶剂交换等常压干燥工艺，实现Ti02-Si02气凝胶光催化剂的常压干燥法制备。通过红外光谱仪、全自动压汞仪、SEM、TEM等一系列测试对实验产品进行结构表征，得出所制备的Ti02-Si02气凝胶的比表面积在200m2/g左右，孔径约15nm，孔隙率在70％左右，接近于超临界干燥法制备出的样品的各项性能。通过对浓度为20mg/L甲基橙溶液中加入Ti02-Si02气凝胶光催化剂，在紫外光灯照射下进行光催化降解，考察了焙烧温度、钛硅比、pH值对气凝胶催化性能的影响，结论表明钛硅比为1：6，经600℃焙烧的气凝胶，在pH=6时对甲基橙光催化降解率最高，最高可达79.96％。
以上述二元气凝胶光催化剂的制备工艺为基础，在Ti02醇溶胶和Si02醇溶胶混合的过程中添加掺杂剂Fe3+等，经过化学修饰、母液浸泡、溶剂交换等常压干燥工艺，制备出Ti02-Si02-Fe气凝胶光催化剂，通过测试表征，比表面积、孔径、孔隙率等各项属性与二元气凝胶光催化剂接近。在白炽灯照射下催化甲基橙溶剂，获得较为良好的效果，成功实现将Ti02催化条件从紫外光区向可见区的扩展。