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解析解決玻璃微珠-納米 TiO2 復合制備的問題

發布日期:2021-12-01 瀏覽次數:29

近年來,汽車尾氣排放成為全世界環境治理 的一個嚴重問題. 尾氣中的氮氧化物不僅是 PM2.5 的前驅體,而且能夠轉化成酸雨,從而威脅人類 的生命安全[1-2] . 自 1972 年 Fujishima A 發現半導體 光催化技術以來,關于采用光催化技術治理環境 污染問題的研究在逐步加深. 納米 TiO2 具有高活 性、低成本、無污染的優勢[3],在全世界的各個國家中廣泛使用.

目前,針對提高納米 TiO2 催化活性的方法主  要有半導體表面耦合法、貴金屬離子積淀法、表  面光敏化法等[4],但都存在一些缺陷 . 半導體表面  耦合法中易產生雜質能級,不利于光催化響應[5-6]; 貴金屬離子積淀法容易過度覆蓋半導體表面,使  得金屬成為空穴電子對復合的中心,不利于提高光催化活性;表面光敏化法中的活性化合物多為 有機物,使用壽命較低[7] . 近年來,利用玻璃微珠 的透光性來增強光照的入射深度,提高光催化效 率,成為光催化復合材料研究的熱點. 夏志偉等[8] 采用溶-凝膠法將二氧化鈦包覆在玻璃微珠上,分 析不同鈦鹽濃度、pH值、靜置時間和煅燒溫度對 包覆率的影響. 范利靈等[9] 采用非均勻沉淀法將 二氧化鈦包覆在空心玻璃微珠上,結果發現, TiO2 顆粒包覆玻璃微珠后具有良好的光催化和隔熱效 果. Leng 等[10] 采用氫氟酸處理玻璃微珠,再將納 米 TiO2 分散到玻璃微珠表面,通過實驗發現,玻 璃微珠破碎較多,納米 TiO2 容易聚團. 總結以往 的研究成果發現,采用溶-凝膠法和水解沉淀法工 藝復雜,納米 TiO2 容易聚團,利用氫氟酸處理玻 璃微珠,容易破碎.

為了解決玻璃微珠-納米 TiO2 復合制備的問題, 本文研發出新型負載方式. 以空心玻璃微珠為載  體,將納米 TiO2 顆粒預負載到冷-堿腐蝕 (cold-   alkaline corrosion,CAC) 處理過的玻璃微珠表面, 利用高溫黏附 (high temperature adhesion,HTA) 技  術,將納米二氧化鈦顆粒黏附到玻璃微珠表面  微觀的紋理結構中. 利用 XRD、SEM 和紫外光分  光度計,對樣品進行表征;以汽車尾氣中一氧化  氮 (NO)、二氧化氮 (NO2)、一氧化碳 (CO) 和二氧  化硫 (SO2)為降解對象,研究該復合光催化材料

的光催化性能.


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