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光催化剂载体及其固定化方法的研究进展刘子全;姜付义;马霞;柳瑞翠;蒋润乾【摘要】Supported photocatalyst is one of composite photocatalysts, which was made by loading and immobilizing photocatalyst onto the supported material. Based on the findings reported in the present literatures at home and abroad,the functions and types of supported materials and the idea of supported materials selecting etc. Were reviewed. From the immobilization forms of photocatalyst loading, the research progress in the loading method and process of those photocatalysts was emphatically summarized. Meanwhile, research hotspots and development trends of supported photocatalysts were also discussed.%负载型光催化剂是将光催化剂负载固定于载体上而得到的一种复合型光催化材料.在参考近年来国内外光催化领域研究的基础上,对负载型光催化剂的载体的作用、选择的一般原则、常用载体的类型等进行了概述.从负载型光催化剂的负载固定的形式入手,重点综述了近年来光催化剂的负载固定化方法的研究进展,同时提出了目前负载型光催化剂研究的热点和发展趋势.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2011(043)011【总页数】3页(P6-8)【关键词】光催化剂;负载型光催化剂;负载固定【作者】刘子全;姜付义;马霞;柳瑞翠;蒋润乾【作者单位】烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005;烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005;烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005;烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005;烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TQ134.11目前，光催化技术在废水处理上尚未完全实现工业化，在工程应用方面存在的主要问题是悬浮体系中需分离回收的光催化粉末相当一部分流失，而且回收的催化剂活性也有所降低。
2018年第37卷第3期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1167·化 工 进展微米级TiO 2/AC 催化剂在光催化-膜分离耦合反应装置中降解酸性红B 废水莎莉1，2，解立平1，2，王蒙1，于子钧1，杜金山3，王嫚嫚1（1天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387；2天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜 科学与技术国家级国际合作研究中心，天津300387；3天津清华德人环境工程有限公司，天津 300384） 摘要：采用X 射线衍射分析、扫描电镜分析和傅里叶红外光谱分析对溶胶-凝胶法制得的负载型微米级TiO 2/活性炭（AC ）催化剂性能进行了表征，并对其在光催化-膜分离耦合反应装置中光催化降解酸性红B 废水时的性能和膜通量的影响进行了研究。
结果表明：在最佳煅烧温度400℃时负载的TiO 2以锐钛矿为主，与载体活性炭之间以Ti —O —C 键结合，且分布较为均匀；微米级TiO 2/AC 催化剂的光催化降解性能随其煅烧温度的升高和粒径的减小而均呈现为先增加、后降低的趋势，TiO 2/AC 对膜通量的影响则随煅烧温度的升高和粒径的减小而呈先降低、后增加的趋势，且TiO 2/AC 粒径以10.272μm 为宜。
椰壳活性炭为载体的TiO 2/AC 催化剂的光催的化降解性能高于褐煤活性炭为载体的，且前者对膜通量的影响更小。
微米级TiO 2/AC 催化剂的光催化降解性能高于商业TiO 2的，且对膜通量的影响比商业TiO 2的低。
关键词：TiO 2/活性炭；催化剂；活性炭；膜；降解中图分类号：O643；X791 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）03–1167–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1084Degradation of Acid Red B wastewater by micron TiO 2/AC catalyst inphotocatalytic-membrane separation coupling reactionSHA Li 1，2，XIE Liping 1，2，WANG Meng 1，YU Zijun 1，DU Jinshan 3，WANG Manman 1（1 School of Environmental and Chemical Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ；2StateKey Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes/ National Center for International Joint Research onSeparation Membranes ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ；3 Tianjin Tsinghua Daring EnvironmentalEngineering Company Limited ，Tianjin 300384，China ）Abstract ：The properties of load type micro TiO 2/AC catalyst prepared by sol-gel method was characterized by XRD ，SEM and FTIR ，and the photocatalytic degradation performance of the catalyst and its influence on membrane flux were studied by photocatalytic degrading Acid Red B wastewater in photocatalytic-membrane separation coupling reaction. The results showed that at the optimum calcination temperature of 400℃，the TiO 2 supported on the catalyst and its distribution was mainly anatase and relatively homogenous respectively ，and TiO 2 and carrier activated carbon was combined by Ti —O —C bond. The photocatalytic degradation performance of catalyst firstly increased ，then decreased with the increase of calcination temperature and the decrease of catalyst size. The influence of membrane flux firstly decreased ，then increased with the increase of calcination temperature and the氧化及其与膜分离耦合技术。
《二氧化钛光催化材料的结构调控及性能增强》一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术因其高效、环保的特点，受到了广泛关注。
作为光催化领域的重要材料，二氧化钛（TiO2）具有化学稳定性好、无毒、成本低等优点，被广泛应用于太阳能电池、污水处理、空气净化等领域。
然而，其在实际应用中仍存在一些限制，如光响应范围窄、光生电子-空穴复合率高、表面反应活性低等。
因此，对二氧化钛光催化材料的结构调控及性能增强研究具有重要意义。
本文将重点探讨二氧化钛光催化材料的结构调控方法及其对性能的增强效果。
二、二氧化钛光催化材料的结构调控（一）晶体结构调控晶体结构是影响二氧化钛光催化性能的重要因素。
通过改变晶体结构，可以调整其能带结构、光吸收范围和电子传输性能。
目前，常见的二氧化钛晶体结构包括锐钛矿、金红石和板钛矿等。
其中，锐钛矿型二氧化钛具有较高的光催化活性。
通过控制合成条件，如温度、压力、时间等，可以实现不同晶体结构的调控。
（二）表面结构调控表面结构对二氧化钛光催化性能的影响也不可忽视。
通过表面修饰、掺杂、贵金属沉积等方法，可以改变二氧化钛表面的化学性质和电子结构，从而提高其光催化性能。
例如，表面修饰可以引入缺陷态，扩大光响应范围；掺杂可以改变能带结构，提高光生载流子的分离效率；贵金属沉积可以形成肖特基势垒，促进光生电子的转移。
（三）形貌与尺寸调控形貌和尺寸对二氧化钛光催化性能也有重要影响。
通过控制合成方法，可以制备出不同形貌和尺寸的二氧化钛材料。
例如，纳米级的二氧化钛具有较高的比表面积和反应活性；而具有特殊形貌的二氧化钛（如纳米片、纳米球等）则有利于光生载流子的传输和分离。
因此，形貌与尺寸调控是提高二氧化钛光催化性能的重要手段。
三、性能增强方法及效果（一）元素掺杂元素掺杂是提高二氧化钛光催化性能的有效方法。
通过引入杂质元素，可以改变其能带结构、扩大光响应范围和提高光生载流子的分离效率。
常见的掺杂元素包括氮、硫、铁等。
光催化剂在环保领域的应用摘要：光催化是一种新型的环境治理方法。
文章首先分析了光催化的反应机理，对光催化在水处理、气体处理以及其他环保方面的研究和应用进行了综述。
最后，指出了当前阻碍这一技术发展的难题。
Application of Photocatalyst to Contaminants DegradationAbstract: The photocatalysis was a new technology of environment treatment. The principle and mechanism of photocatalysis reaction was analyzed, firstly. Then the application of thistechnology was discussed in waste water, air and others area. At last, the mainproblems of photocatalysis were indicated at present.1 引言自1972年Fujishima和Honda[1]发现了TiO2作为催化剂，在太阳光的作用下可以分解水制得氢气以来，光催化反应开始得到了普遍的关注。
经多年深入的研究，逐步掌握了该反应的机理[2-3]。
在此基础上，研究者发现光催化反应可以有效的分解有机物、杀灭细菌和消除异味，并且光催化技术拥有多方面的优势，如反应温度是室温，光催化剂自身无毒、无害、无腐蚀性，也不会有二次污染等。
因此和传统的高温、常规催化、吸附等技术相比，光催化在环保领域的应用有很多明显的优势，近些年来取得了长足的发展[4-7]。
本文就这一技术在环保领域的应用做一个综合评述，以期为相关的研究提供参考。
2 反应机理光催化是以n型半导体的能带理论为基础，以n型半导体作催化剂的一种光敏氧化法。
半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带(V alence Band，VB)和空的高能导带(Conduction Band，CB)构成，价带和导带之间存在一个区域为禁带，区域的大小通常称为禁带宽度(Eg)。
u纳米TiO光催化剂简介※2u纳米TiO光催化剂的制备※LUMOØ光催化技术的发展历史ØTiO光催化剂的优点2ØTiO 2光催化材料的特性优缺点ØTiO光催化剂的催化机理2半导体的能带结构半导体存在一系列的满带，最上面的满带成为价带（valence band，VB）存在一系列的空带，最下面的空带称为导带（conduction band，CB）；价带和导带之间为禁带。
当用能量等与或大于禁带宽度（E）的光照射时，半导g体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带上产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子（e-）—空穴（h+）对。
Ø半导体价带的光激发空气和溶液中通常是氧固体中的光激发和脱激过程Ø光生电子—空穴对的氧化还原机理还原反应ØTiO 2光催化活性的光催化的影响因素l TiO 2晶体结构的影响在TiO 2的三种晶型锐钛矿、金红石和板钛矿中，锐钛矿表现出较高的活性，原因如下：l TiO表面结构的影响2光催光催化过程主要在催化剂表面发生，对于单纯的TiO2化剂，影响其光催化剂，影响其光催化活性的表面性质如下：l 离子掺杂修饰掺杂离子提高TiO 2光催化效率的机制可以概括为以下几个方面：氮掺杂的二氧化钛带隙结构l表面螯合及衍生作用表面衍生作用及金属氧化物在TiO2表面的螯合可进一步改善界面电子传递效果，进而影响TiO2光催化活性。
1.可有效延长光生电子-空穴的复合时间。
2.能造成光催化剂TiO2的导带向更负方向移动。
l超强酸化增强催化剂表面酸性是提高光催化效率的一条新途径。
一方面，通过二氧化钛的SO42-表面修饰（超强酸化），是催化剂结构明显改善，有效地抑制了晶相转变，使得具有高光催化本证活性的锐钛矿含量增加、晶粒度变小、比表面积增大、表面氧缺陷位增加。
另一方面，SO42-/TiO2超强酸催化剂表面由于受到SO42-诱导的相邻L酸中心和B酸中心组成了基团协同作用的超强酸中心增大了表面酸量及氧的吸附量。
