多级孔结构TiO2微球光催化剂的制备及其性能研究

张 莉，谭林燕，冯 竹，朱 强，赵国良，全学军

(重庆理工大学化学化工学院，重庆400050)

TiO2作为一种光催化材料，具有良好的理化性能和光催化活性，其制备技术是材料科学与工程领域的研究热点之一［1－3］。目前，已商业化的光催化剂是Degussa-P25，由于其高比表面积、高分散性以及最优的晶型组合(锐钛型∶金红石型约为7～8∶3～2)，具有良好的光催化活性。但是，P25由于其颗粒超细，在实际工程应用中存在难以分离、回收利用的问题。因此，国内外科研工作者研究了纳米TiO2的各种固定化技术，如在多种载体上固定或制成光催化薄膜。但是单纯的固定往往导致TiO2比表面积大大降低。为了保持催化剂较高的比表面积和解决液相使用后分离回收的问题，近年来，国内外已研究高比表面积微球型TiO2颗粒的制备技术［4－6］。

据报道，在自然界植物表面具有多层次微米、纳米复合结构，以便最大限度地捕获光子进行光合作用［7－8］。因此，可以预测，表面具有多级结构的TiO2微球，既可以提高催化剂的比表面积，又在光催化反应过程中有利于光子的捕获，从而成为新型的高活性光催化微球材料。这种结构的TiO2微球在实际工程应用中具易于沉降分离，它的制备技术的研发有利于实现光催化技术在实际工业废水处理中的规模化应用。

本文提出了一种模板－超声－水热过程制备微球的方法，通过控制反应条件制备出了具有多级结构的TiO2微球，并从催化剂的活性、结构表征和实际光催化效率(The practical efficiency)方面，综合评价了制备的多级结构TiO2微球的性能。……