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综述了近几十年来国内外纳米TiO<,2>光催化氧化技术和沸石改性技术的研究进展,对沸石负载型纳米TiO<,2>光催化剂的制备、光催化氧化机理、应用及存在的不足做了详细的介绍.
本文采用Sol-gel法制备了V-Ag、V-La共掺杂及各金属离子单掺杂纳米TiO<,2>,XRD衍射分析表明,制备的催化剂为锐钛矿型.以甲基橙水溶液为模拟对象,分别从催化剂用量、光照时间、酸度大小三个方面考察了复合光催化剂的光催化活性.实验发现,V<5+>离子掺杂量为0.02mol﹪、Ag<+>离子掺杂量为0.04mol﹪的纳米TiO<,2>光催化剂(15O<,2>/0.02﹪V-0.04﹪Ag)和V<5+>离子掺杂量为0.04mol﹪、La<3+>离子掺杂量为0.1mol﹪的纳米TiO<,2>光催化剂(TiO<,2>/0.04﹪V-0.1﹪La)在各自的体系中有较高的催化活性,但V-Ag共掺杂纳米TiO<,2>的光催化活性明显高于V-La共掺杂和各金属离子单掺杂纳米TiO<,2>紫外光催化降解甲基橙实验结果表明,催化剂用量、光照时间及体系酸度对光催化降解甲基橙有重要影响,其中,酸度的调整会显著地改变体系的降解效率.通过XRD衍射技术分析了三种离子对纳米TiO<,2>晶型转变的影响,实验发现,V<5+>离子的掺入促进了纳米TiO<,2>的晶粒生长和晶型转变,而La<3+>和Ag<+>离子的掺入抑制了TiO<,2>晶粒的生长,对纳米TiO<,2>的晶型转变有阻碍作用.
以天然沸石为载体,采用Sol-gel法制备了沸石负载型纳米TiO<,2>光催化剂,通过XRD、SEM对负载型纳米TiO<,2>的晶型、晶粒大小及表面形态进行了表征,研究了沸石的粒度、改性方式、煅烧温度、光照时间、催化剂用量及酸度对TiO<,2>沸石催化剂光催化降解甲基橙的影响,对负载型光催化剂的重复利用问题进行了相应的研究.甲基橙催化降解实验发现,TiO<,2>沸石催化剂的光催化活性高于未经负载的纯纳米TiO<,2>;沸石的粒度对负载型光催化剂的催化效率有明显的影响:沸石粒度越小,负载型光催化剂的光催化活性越高;但当沸石粒度小到400目时,TiO<,2>/沸石催化剂的催化活性反而下降,本研究通过实验确定200目沸石作为研究对象;沸石的不同改性方式对TiO<,2>/沸石催化剂的光催化活性也有较大的影响,实验发现,沸石经酸处理后催化活性明显提高;此外,光照时间、催化剂用量及酸度大小对催化剂紫外光催化降解甲基橙的影响类似于未负载的纳米TiO<,2>.