光觸媒是什麼？_大眾科普網

tvoc去除劑去tvoc、……

18.光觸媒介紹
光觸媒的由來“光觸媒”是日本開發的純日本產基礎技術。只要受到紫外線的照射，從細菌到大氣中的有害物質就都能夠分解。其應用范圍已經拓展到了環境淨化領域，如生產出了免污牆壁和免污玻璃等。光觸媒於1967年被發現。當時還是研究生的東京大學籐島昭教授在一次試驗中對放入水中的氧化钛單結晶進行了光線照射，……

19.光觸媒技術的應用與現狀
內容摘要：本文主要從環境方面簡單論述現實生活中污染對人體造成的危害、各種各樣的病毒、細菌引起的人類疾病、整個地球生存環境惡化等，給人類生存環境帶來一系列難以處理的問題。主要探討光觸媒原理、光觸媒特點，論述光觸媒在生活中應用比例先後為殺菌方面應用、淨化空氣方面、大氣淨化等方面應用，對國內光……

20.光觸媒技術的應用
光觸媒是一個新興行業，它是納米產品中最成熟應用最廣泛的產品，有的專家稱光觸媒是納米材料現階段的代名字。日本將光觸媒當作21世紀戰略產業，就好比在70年代日本將電動汽車當作汽車的戰略產業一樣，今天世界能源緊張，電動汽……

三、納米光觸媒的合成工藝及其應用研究
以硫酸氧钛為原料通過常溫水解沉澱及水熱處理制備了納米光觸媒乳液。考察了水解ph值、穩定劑、氧化劑、熱處理溫度及熱處理時間等條件對該乳液的光催化性能的影響。xrd和tem檢測結果表明：光觸媒乳液中納米tio，顆粒晶體結構為銳钛型，平均粒徑為10nm。光催化活性評價表明：當水解溶液的ph值=8，以檸檬酸為穩定劑，在100℃下水熱處理6h後獲得的納米光觸媒乳液具有最佳光催化活性。

納米tio，在環境淨化、太陽能轉換和儲存、二氧化碳還原、有害復雜有機物降解、抗菌等方面都有很廣闊的應用前景。納米tio，粉體的制備方法包括物理法和化學法。目前，納米tio粉末工業化進程迅速，大規模生產技術日趨成熟。目前，一種叫納米光觸媒的產品在市面上開始流行，而光觸媒中的主要成分就是納米tio顆粒。這種產品具有光催化降解有機物質和抗菌效能。但是，一般的制備技術是先制備納米tio，粉末，然後再分散於水中，因此，不可避免要加人一定的有機助劑，如分散劑、穩定劑以防止納米顆粒團聚形成沉澱。這不僅增加生產工序，提高了生產成本，而且加入有機助劑會帶來二次污染。因此，這種方法制備的納米光觸媒乳液很難符合環保要求。本文擬采用tioso原料通過水熱沉澱技術制備納米光觸媒乳液，由於其原料來源廣泛、成本低廉，是大規模、低成本制備納米光觸媒乳液的重要途徑。

1實驗部分
1．1原料和儀器
硫酸氧钛：化學純，遼寧丹東化學試劑廠；檸檬酸：分析純，天津市大茂化學試劑廠；亞甲基蘭、氨水：分析純、30％過氧化氫：分析純，廣州市東紅化工廠。rigakud／max2550vb118kw轉靶x射線衍射儀(xrd)：日本rigaku(理學)公司；透射電子顯微鏡(tem)：philips公司；uv一2800ah紫外可見光分光光度：日本島津公司。
1．2納米光觸媒乳液的制備
將3．00g的tioso置於500ml燒杯中，加入150ml去離子水，攪拌使之充分溶解後，用氨水調節ph值至8，繼續攪拌20min後過濾洗滌3次。將過濾後的固體溶解於250ml
去離子水後，加入10g檸檬酸，並用氨水將ph值調至8左右，攪拌20min後，過濾洗滌2次。所得濾渣用300ml去離子水溶解。然後往溶液加入13g氧化劑，攪拌30min後，靜置12h，將此溶液在100oc水浴中攪拌加熱6h，冷卻，即得到納米光觸媒乳液。
1．3表征
取少量樣品用水稀釋，取少量稀釋液均勻分布於鍍有膜的銅網上，40cc干燥1h，用透射電子顯微鏡觀察樣品的形貌和粒徑。采用rigakud／max2550vb118kw轉靶x射線衍射
儀(xrd)測定樣品的晶相結構，並根據schemer方程計算晶粒尺寸，樣品的物相用帶有cukc~輻射源的d／max一"ya型x射線衍射儀在10～80。范圍內掃描測定，掃描速度為8。／min。cu靶的工作管電壓為4okv，管電流為300ma。
1．4光催化活性評價
取20ml亞甲基藍(20mg／l)為目標降解物放入燒杯中，加入5ml納米二氧化钛溶液，混合均勻後置於有紫外燈管輻照的反應暗箱內進行光照。反應2h後用uv一2800ah紫外
可見光分光光度計測定亞甲基藍在最大吸收波長664nln的吸收度a，根據beer定律計算脫色率。
2結果與討論
2．1水解溶液ph值對光觸媒催化活性的影響用氨水分別凋節水解溶液的ph值為7．7、7．9、8．1、8．3、8．5，測定吸光度，計算脫色率。不同水解環境ph值對光觸
媒光催化效率的影響1可以看到，在相同反應時間下，光觸媒的光催化效率隨著ph值的增大而增強，當溶液的ph值到達8．1時達到最大值，然後隨著ph值的增大而減弱。ph值為8．1時的降解效果最好，即ph為8．1時的聚沉效果最好。這是因為如果溶液鹼性太弱，聚集將不明顯；鹼性太強硫酸氧钛的水解產物氫氧化钛tio(oh)將會在高濃度的oh作用下，生成tio：顆粒並聚集而沉聚下來j。此時再用檸檬酸膠溶時，其效果將大大降低。
2．2氧化劑對反應的影響
過氧化氫可以使銳钛結構的微粒子表面產生過氧基(即絡合基)，當此微粒子分散於水中後，表面存在的過氧基會發生極化，增大了微粒子間的相互排斥力，促使微粒子不會發生相互問的凝聚，同時也不會發生沉澱，所以制成的溶液可在常溫之下長期保存，不發生其他的物理與化學變性。加入過氧化氫的量應適中，如果量太少，氫氧化钛不能完全溶解，如果量太多，要分解過剩的過氧化基則需要大量的時問，使反應效率降低。
2．3熱處理溫度及時間的控制
在熱處理溫度為70℃、80℃、90℃和i00℃的情況下分別反應4h、5h、6h制備樣品，按照1．3所敘方法測定吸光度，計算脫色率。不同熱處理溫度下制備的光觸媒的光催化活性
，當反應溫度為100℃，反應時間為6h時制備的納米光觸媒乳液的光催化性能最好。而反應溫度為70℃，反應時間為6h下制備的納米光觸媒乳液基本無光催化性能。熱處理溫度在90℃以下或熱處理時間在4h以下，不能獲得含有銳钛礦結構的tio，乳液。另外，溫度在150oc以上的熱處理，反應速度會加快，難以從氧化钛酸變性為銳钛二氧化钛的速度，還需要在高壓下處理的設備，給制造過程帶來了不便。如果熱處理的時間超過了20h，過氧化基(即絡合基)會發生分解，從而使銳钛礦型的微粒子發生凝聚，失去效果。經多次試驗得出：在90～100oc水浴條件反應6h時產物的效果最好。
2．4穩定劑對合成納米二氧化钛的影響
由於氫氧化钛是一種不穩定的物質，所以在納米tio溶液制造過程中，必須加入少量的作為分散穩定劑的有機酸，如檸檬酸等。另外，這些少量穩定劑在溶液中與氫氧化钛反應，
形成環狀的縮聚合陰離子，以保證在以後的反應中，溶液自身不會發生其他的物理與化學的變性。而且使用了穩定劑以後，制成的產物分散性較好，對於溶液ph值的抵抗力變大了，
這是因為作為穩定劑的酸，在氧化钛粒子表面形成了非常強的配位吸著力。但如果加入穩定劑的量過多，經過反應，在溶液中容易產生不溶性的粉狀固體，並且溶液不透明。
2．5納米光觸媒的表征
用透射電鏡可觀察納米粒子平均粒徑或粒徑的分布，，該溶液分散良好性，富含納米tio：微粒及成膜劑的乳膠粒，它們以納米尺度的顆粒和結構均勻分布在噴液中，相互之間起到相互促進的協同作用，從而大大提高了光催化效應的發揮。乳液中納米顆粒的粒徑分布大多處在8～20nm范圍之內，無團聚。粒徑越小，光催化劑的比表面積越大，單位面積上發生反應的幾率增大，越有利於提高光催化效率。

3結語
以硫酸氧钛為原料通過常溫水解沉澱後進行熱處理法制備了納米光觸媒乳液，制得的納米光觸媒乳液的ph值為7左右，在常溫下，即使長時間保存也不會發生物理及化學變性制得的納米光觸媒乳液中二氧化钛粒子在常溫下一般不會發生團聚，有著良好的粘合性和成膜性。納米顆粒的平均粒徑為10nnl。根據scherrer方程計算得到晶粒尺寸為5．23nm，x射線衍射結果表明：納米光觸媒乳液中納米tio顆粒晶體結構為銳钛型。在光催化活性評價中，進行了亞甲基藍與甲醛的光催化降解實驗，考察了水解環境ph值、穩定劑、過氧化氫、熱處理溫度及熱處理時間等條件對tio溶液光催化性能的影響。當水解ph值=8，穩定劑為檸檬酸，熱處理溫度為100℃，熱處理時間6h可以獲得高催化活性的納米光觸媒乳液。

消息來源：
http://www.ierm.net.cn/kqjh/2009/1130/240.html

上一页 [1] [2]