高Si/Ti比TiO2-SiO2纳米复合粉体的制备及性能

冯娜娜

(太原工业学院材料工程系，山西 太原 030008)

引 言

TiO2通过光催化反应可有效地分解多种有机、无机污染物，且具有性能稳定、不产生二次污染等特点，在环境治理方面具有广阔的应用前景[1-6]。但TiO2带隙较大，日光利用率低，严重阻碍了TiO2的应用和发展[7-10]。据研究，TiO2-SiO2复合半导体具有延缓光生电子对复合、比表面积大、更易吸附有机物等优点，同时，适量SiO2还可以抑制烧结时晶体的增长，稳定晶体结构，进而增加TiO2的光催化活性[11-15]。

1 实验部分

1.1 粉体的制备

量取20 mL无水乙醇于200 mL烧杯中缓慢搅拌，量取10 mL钛酸丁酯，缓慢加入搅拌的无水乙醇中，加入约2 mL的乙酰丙酮和适量浓硝酸，调制溶胶pH值为3，搅拌约15 min以上，充分搅拌后，再以极缓慢的速度加入20 mL的水，再搅拌至溶液成为淡黄色透明溶液，然后将溶胶密封放置。在新制备的TiO2溶胶加入正硅酸乙脂，再搅拌1 h，制备不同Ti/Si比双组分溶胶胶，所得溶胶密封放置、陈化2 d～3 d[16]，在80 ℃烘干箱中进行干燥，然后将干凝胶研磨，以3 ℃/min的速度加热至所需温度保温0.5 h，自然冷却。

1.2 表征方法

采用Y-4型X射线衍射仪鉴定物相，依据XRD衍射图，利用谢乐公式，用衍射峰的半高宽和位置，计算出纳米粒子的晶粒尺寸。采用电子扫描显微镜观察复合粉体的形貌特征。

1.3 性能测试

配制初始质量浓度为15 mg/L亚甲基蓝溶液50 mL，向溶液中加入适量的催化剂并搅拌均匀，光催化剂的用量为1.5 g/L。将配置好的溶液放在紫外光灯下照射，照射4、8、12、24 h后进行测量，测量后的溶液放置烧杯继续接受紫外光照射。依据测定的透过率来衡量粉体的光催化活性。……