Ti02光催化膜的改性及其催化性能的研究

时间：2007-01-23 来源： 作者：

2 结果与讨论

2.1 TiO2光催化膜中活性炭粒径的影响
　　文献报道，超声波具有声空化作用，可将液体中的颗粒破碎，使颗粒的粒径达纳米级[5]。实验中，利用超声波技术将活性炭粉末进行破碎。将装有投加了活性炭粉末(10mg／L)TiO2溶胶的烧杯置人超声波清洗仪中，(SK3300LH，上海科导超声波仪器有限公司)，超声震荡30min后用提拉-浸渍法涂膜，另外将没有经超声震荡的投加有活性炭粉末的溶胶凝胶也进行涂膜。在其它条件相同的情况下，进行比较实验，实验条件为：DCP的质量浓度为100 me／L，体积350 mL，鼓人空气流量为2.8 L／min，光源为300W高压汞灯，反应温度为20-25℃，反应时间2h。结果发现经过超声粉碎后涂膜的TiO2膜光催化反应2h后降解DCP的效率为96.75％，而直接涂膜的仅为75.29％。由于实验条件所限，无法对活性炭粒径进行表征，但是通过光催化降解实验可以说明活性颗粒的粒径大小与膜催化性能的好坏密切相关。
2.2 TiO2光催化膜改性前后催化性能比较
　　从TiO2光催化膜改性前后催化性能比较看出，改性后的光催化膜对DCP光降解的催化效果明显优于未改性的。在相同的光照时间内，前者的降解效率是后者的1.8倍。这主要是因为活性炭粉末的掺杂改性能够有效的改善催化剂的吸附性能，消除经常在固定膜系统出现的传质限制，使催化剂的反应活性提高[6]。两种膜催化活性比较见图2。

2.3 最佳掺杂量的确定
　　分别在制备的溶胶中按1，5，10，20 mg／L的量投加活性炭粉末，制备得到的改性TiO2光催化膜，光催化降解DCP如图3所示。

　　从图3中可以看出，最初随着活性粉末的掺杂量的增大，催化活性增强，但是当掺杂量大于一定值时，催化活性急剧降低。作者认为，这可能是由于活性炭粉末具有较高的吸附能力，在掺杂量较小时，活性炭粉末的加入有效的改善了TiO2光催化膜的比表面积，且随着掺杂量的增大，催化剂的吸附能力呈上升趋势。但是，当掺杂量很大时，活性炭粉末的吸附性能占据主导，反应过程主要是活性炭粒子对反应液的吸附作用。在溶胶中过量的掺杂使制备的光催化膜上沉积有大量的活性炭粒子，TiO2粒子被活性炭粒子阻隔、包覆，且吸收了大量的紫外线，从而降低了体系的降解效率。

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