硅藻土基光催化复合材料研究进展

胡洪亮，高皓月

(吉林建筑大学 材料科学与工程学院，吉林 长春 130118)

光催化技术是光催化剂在紫外光或者自然光等光源的照射下，产生羟基、富氧根离子等具有强氧化性的基团，使有机污染物转化为H2O和CO2[1]。目前金属氧化物、氮化物、硫化物等功能材料已被开发为光催化剂，然而其自身也存在自然利用率低、分散性差且使用成本高的缺陷，如何克服这些缺陷成为了光催化技术的研究热点[2]。

硅藻土由于具有有序的介孔结构可向反应物分子传质，同时接近活性位点，为加载活性组分提供便利，其表面大量硅羟基以及配位、氧桥缺陷，有利于吸附污染物[3]。由于硅藻土具有比表面积大且为多孔结构，透光性能强，可充分利用光能，能够很好地分散和结合光催化剂，提高光催化效率等特点，可作为光催化剂负载矿物材料使用[4]。例如，与光催化剂产生协同效应净化受污染气体[5]，降解水中印染污染物以及重金属污染物等[6-7]。

1 硅藻土结构与性质

1.1 硅藻土结构特征

硅藻土具备大量有序性的天然孔结构和纳米级孔隙，硅藻盘上孔结构呈现规整排列，通常分为中心对称和两侧对称两类。非晶态SiO2由硅氧四面体相互桥连而成的网状结构组成了硅藻骨架[8]。然而，其上的硅原子数目不确定，导致网状结构中网孔大小不一且存在配位和桥氧缺陷，表面存在大量Si—O—“悬空键”可结合H+而形成Si—OH(表面硅羟基)，在水中易水解成Si—O-和H+，从而表面显现较高的活性[9]。

1.2 硅藻土物理化学性质

硅藻土是一种天然存在的非晶态材料，主要化学成分是SiO2，同时含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO、Na2O、MgO等和一定量的有机质[10]。……