掺杂锡的纳米二氧化钛光催化降解苯酚的研究

滴 ） （ 组分 的摩 尔 比为 ： 酸 丁酯 ： 丙醇 ： ，各 钛 异 去离 子
收 稿 日期 ：０ ６ ０ — ２ ２０ — ５ ５ 基 金 项 目 ： 蒙 古 自然 科 学基 金 （Ｏ ３ ８ ２ ２６ 资助 项 目。 内 ２ＯＯＯＯｌ）
纳 米 二氧 化钛 作 为催 化剂 用于 污 染物 的治 理具 有 催 化剂 本 身稳 定 、 无二 次 污染 、 适用 污染 物 广等优
点 ； 了提 高 Ｔｉ 催 化 剂 的催 化 活性 ， 们对 其 进 为 Ｏ。 人
ｏ 和 ０ ０ ） 继续搅拌 ， ７ ．９ ， 将得到 的半透 明湿凝胶在
行 了掺 杂改 性 ［ 。掺 杂 Ｔ Ｏ。 米 粒子 的制 备方 法 】 ］ ｉ 纳
主 要 有 ： 沉 淀 法 、 胶 一 凝 胶 法 、 渍 法 和 共 溶 浸 微 乳液 法 Ｌ等 。 ６ 由于 溶 胶 一 凝 胶 法可 以在 低 温 下制 备 高 纯 度 、
制备 未掺 杂 的 Ｔｉ。 Ｏ。 用 ｘ 射 线 衍 射 和透 射 电 镜 等 分 析 晶 相 及 晶体
摘
０４１） １ ０ ０
要 以钛 酸 丁酯 为原料 ， 用溶 胶一 凝胶 （ ｏ － ｇ １法 制备 了掺 杂 锡 离子 的 纳 米 Ｔｉ Ｓ ｌ ｅ） Ｏ２粉 末 。 采
用 透 射 电 子 显 微 镜 和 Ｘ 光 衍 射 仪 对 粉 体 的 粒 径 、 相 、 貌 和 热稳 定 性 进 行 了表 征 。通 过 粉 体 对 苯 酚 的 物 形
Ｓ 一Ｔｉ 悬 浮液 对 苯 酚 的催化 降解 作用 ， 酚 的 ｎ Ｏ。 苯
初 始 浓 度 为 ８ ｍｇ・Ｌ 。催 化 剂 ５ Ｓ ¨一Ｔｉ 投 ０ ＿、 ｎ Ｏ。
用 上 海分 析 仪 器 厂 ７ １ 型 紫 外 可 见 分光 光 度 ５Ｇ
计 测定 苯酚 的浓 度 。 ２ ３ 光 催化 降解 苯酚性 能 测 试 ．
加量 为 １ ０ｇ・ 时 ， 酚 的光 催化 降解 效果 最 好 。 ． Ｌ 苯
２ 实验 部分
２ １ 纳 米 Ｔｉ 样 品 的制备 ． Ｏ２
将 ０ ２ ｇ ｉ 加入到 ２ ０ 不 同浓 度 的苯 酚 水 ． ０ Ｔ Ｏｚ ０ ｍｌ 溶液 中 ， 调节 溶液 的 ｐ 为 ４ 超 声 波震 荡 ５ １ ｍｉ ， Ｈ ， ～ ０ ｎ 磁力 预 搅 拌 ３ ｍｉ ， 内置 光 源 的 中 空 夹 套 式 恒 温 ０ ｎ在 磁 力搅 拌 石英 反 应 器 中进 行 光 催 化 降解 ， 度 控 制 温 在 ２ ℃ 。以 ３ ０ 高 压 汞 灯 照 射 ， 鼓 泡 方 式 向 ５ ０Ｗ 以 Ｔ Ｏｚ 苯 酚 悬 浊 液 底 部 通 入 ２ ０ ・ｒｉ 的 空 气 ， ｉ 一 ０ ｍｌ ａ ｎ 每 １ ｍｉ ５ １ ｍｌ Ｏ ｎ取 ～ ０ 溶液 ， 心分 离 后 取 上 清 液 用 离 ７１ ５ Ｇ型 紫 外可 见 分 光 光度 计 测 定 苯酚 在 ２ ０ ｍ 波 ７ｎ
８￣ ０Ｃ的条 件 下 真 空 干 燥 ２ ｈ， 凝 胶 在 玛 瑙 研 钵 中 ４ 干 研 磨 后放 入 马弗 炉 中 ， ５ ０Ｃ下焙 烧 ２ ， 在 ０￣ ｈ 自然 冷 却 后得 到掺 杂 Ｓ 仆的 Ｔｉ 纳 米粉 末 。 ｎ Ｏ。 以 去 离 子 水 代替 Ｓ Ｃ 溶 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ， 上述 同 样 方 法 ｎ１ 按
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４
内 蒙 古石 油化 工
２ ０ 年第 １ 期 ０６ ０
掺 杂 锡 的纳 米 二 氧 化 钛 光 催 化 降 解 苯 酚 的研 究
张 俊 卿 冯 德 荣。 ，
（． １ 内蒙 古科 技 大学 材料 与 冶金 学院 ；．包 头 明天科 技股 份有 限公 司 ， ２ 内蒙古 包 头
实 验 所用 试剂 除钛 酸 丁酯 为化 学纯 外 其他试 剂 均 为分 析 纯 ， 实验 用 水为 蒸馏 水 。 将 １ ｍＬ钛 酸 丁 酯 与 ７ ｍＬ异 丙 醇 混 合 ， 浓 ５ ５ 用 ＨＣ 调 节 ｐ 为 ３ 右 ， ４ ４ｍＬ含适 量 Ｓ Ｃ 的 １ Ｈ 左 将 ． ｎ１
溶 液 于 剧 烈 搅 拌 下 缓 慢 滴 入 上 述 溶 液 中 （ ２ｌ 每 ｓ
晶粒 度 约 为 １ ｎ ４ ｍ。以高 压 汞灯 为 光 源 ， 究 了 ５ 研
采 用 日本 Ｊ Ｍ 一２ ０ Ｅ ０ＣＸ透 射 电子 显 微 镜 观 察
粉末 的 形貌 、 粒径 及 分散 状 态 ， 作 电 压 １ ０ Ｖ。用 工 ６ｋ
上 海亚 明灯 泡厂 高 压汞灯 （ ２ Ｖ／ ０ Ｗ ） 射 样 品 。 ２０ ３０ 照
Ｘ 射线 粉末 衍射 采用 荷 兰飞 利 浦 Ｐ １ ０ 光 Ｗ ７ ０Ｘ
衍射仪 ， 定条件是 Ｃ 测 ｕ靶 ， ０ Ｖ／ ０ ４ ｋ ４ ｍＡ， 墨 单 色 石
器。
析 结 果 表 明 ， 溶 胶 一凝 胶 法 制 备 的 掺 杂 Ｓ ¨ 的 用 Ｔ Ｏ。 ｉ 纳米 粉 末颗 粒 细 小均 匀 ， 状完 整 。干 凝胶 经 形 ５ ０Ｃ焙烧 ２ ０【 ｈ后 ， 杂 ５ Ｓ ¨的 Ｔｉ 粉 末 的平 均 掺 ｎ Ｏ。
降解 情况 对 其光 催化 活性 进 行 了测试 ， 结果表 明 ５ Ｓ 仆一Ｔ Ｏ２具 有 良好 的光 催化 氧化 性 能 。 ｎ ｉ
关键 词
溶 胶 一凝 胶 法 ； 氧化 钛 ； 二 掺杂 ； 苯酚 ； 催化 氧化 光
１ 引言
水 ：ｎ Ｓ ¨一１ ２ ： ： 其 中 Ｘ为 ０ Ｏ 、 ． ３ ０ ０ 、 ． ： ２ ４ Ｘ， ． １０ ０ 、． ５ ０
形貌。
２ ２ 测 试 仪 器 及 方 法 ．
粒 径 分 布 均匀 、 学 活性 大 的 单 组分 或 多 组 分 纳米 化 催 化 剂而 具有 更 大 的潜 能 ［ 。本 文 采用 溶 胶 一凝胶 ７ ］ 法 制 备 掺 锡 纳米 二氧 化钛 光 催 化 剂 ， 用 ｘ 光 衍 射 并
仪和 透 射 电子显 微镜 等 对其 进行 了 必要 的表 征 。分