管状矿物-埃洛石/TiO<,2>复合材料降解亚甲基蓝的实验研究

二氧化钛，尤其是锐钛矿型TiO2的光催化活性对有机污染物的降解具有很大的潜力，在环境治理方面引起了广泛关注。但是，由于锐钛矿粉末比表面积较小，难以有效接触到污染物，因此很难实际应用到水体和空气的净化。把锐钛矿型TiO2负载在无机模板上，将有害的有机分子吸附，从而聚集到活性TiO2微粒上，是一种有意义的尝试。在本文中，利用一种天然管状矿物—埃洛石—作为TiO2的负载材料，试图降解有机污染物。采用SEM、TEM、N2吸附、X射线粉晶衍射等手段表征了埃洛石的结构、成分和比表面积；制备了管状埃洛石/TiO2复合材料，并对所制得的管状埃洛石/TiO2复合材料在降解有机污染物-亚甲基蓝方面的性能做了初步研究。 首先利用溶胶-凝胶法在室温条件下通过钛酸丁脂的水解反应在埃洛石上负载了纳米TiO2。分别在避光条件和紫外光照射下，通过亚甲基蓝溶液的降解研究了埃洛石和负载TiO2埃洛石的吸附和光催化性能。论文通过正交试验，详细分析了样品焙烧温度(110℃、300℃、500℃、700℃)和负载方法(埃洛石∶无水乙醇∶钛酸四丁酯∶去离子水∶浓硝酸的重量比分别为10∶32∶10∶100∶1.4和10∶63.2∶10∶10∶0.14)、外加H2O2对亚甲基蓝溶液降解率的影响。 实验证明：由于复合了吸附和光催化性能，经过低温处理的负载TiO2埃洛石能迅速降解水中的亚甲基蓝，其降解速度要快于纯埃洛石，因为纯埃洛石只有吸附性能。实验也证明了经过低温焙烧的负载TiO2埃洛石对亚甲基蓝的降解率要快于经过高温焙烧的负载TiO2埃洛石。同时，投加H2O2能显著提高亚甲基蓝溶液的降解率。 天然管状埃洛石粘土矿物储量丰富，是TiO2光催化剂的潜在模板。该研究是埃洛石应用方面的一次新尝试。管状埃洛石/TiO2复合材料有可能成为治理大气和水体中有机污染物的一种有效方法，在环境治理方面有广阔的应用前景。