tio2光催化剂载体及提高其光催化活性的研究进展纤维水泥电缆管
3页1、TiO2光催化剂载体及提高其光催化活性的研究进展纤维水泥电缆管光催化氧化技术始于20世纪70年代。1972年,FUJISHIMA与HONDA报导了在光电池中光辐射单晶TiO2可以发生水的氧化还原反应并产生氢气。由此掀开了TiO2光催化过程的历史篇章。近年来,随着光化学及技术的发展和进步,利用TiO2多相光催化消除环境中的各种污染物的研究已引起人们的广泛关注。TiO2以其廉价无毒、导带价带电位合适、光腐蚀性小、无二次污染等诸多优点,成为多相光催化领域的热点,并被认为是当前最具有开发前景的绿色环保型光催化剂。迄今为止,关于光催化氧化机理方面的理论已经相当成熟,而围绕着TiO2光催化剂的研究却方兴未艾。有关光催化剂TiO2的研究主要集中在以下几个方面:光催化剂载体的研究、TiO2固定化技术的研究、TiO2的改性研究和纳米化TiO2的研制。文章集中介绍其中的载体、改性以及纳米化的研制技术。光催化反应发展初期主要采用粉末态投加方式,该法由于存在着无法回收、后处理复杂、操作运行费用高等缺点而难以在实际中应用。针对这一问题国内外学者在TiO2的固定化方面做了大量工作。其中,纤维水泥电缆管,无论是将T
2、iO2做成膜负载在玻璃片、纤维片、铝片等材料上,还是将TiO2负载在各种固体颗粒上,都需要寻求合适的载体。TiO2光催化剂载体的作用主要体现在:(1)固定TiO2、防止流失、易于回收和提高TiO2的利用率;(2)增加TiO2光催化剂整体的比表面积;(3)提高光催化活性。因为某些载体可与TiO2发生相互作用,有利于E-H+的分离并增加对反应物的吸附,同时实现载体的再生;(4)提高光源利用率。如将TiO2制成薄膜后,化剂表面受到光照射的催化剂粒子数目增加;(5)将催化剂用载体固定,便于制成各种形状的光催化反应器。光催化剂载体首先要求能改善所担载的物质的组织结构(如增加孔隙、表面积等),同时由于光催化剂是靠光和催化剂的结合来发挥催化作用的,只有被光激活的催化剂才具有光催化效果。因此,良好的光催化剂载体应具有以下特点:具有良好的透光性;在不影响TiO2催化活性的前提下,与TiO2颗粒间具有较强的结合力;比表面积大;对被降解的污染物有较强吸附性;易于固液分离;有利于固-液传质;化学惰性等。目前,国内外研究较多的催化剂载体有:SiO2,Al2O3、玻璃纤维网(布)、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心
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