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基本信息

項(xiàng)目名稱：
溶膠-凝膠法制備TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑及其表征
小類：
能源化工
簡介：
本文以鈦酸四正丁酯為鈦源、異丙醇鋁為鋁源，采用溶膠-凝膠法制備了TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑，對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌、化學(xué)組成及BET比表面積和孔徑分布等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明復(fù)合光催化劑由TiO2和Al2O3組成，其中TiO2為單一的銳鈦礦晶相，Al2O3為非晶態(tài)。在n(Ti)/n(Al)=12，500 ℃煅燒3 h制得的TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑，具有最佳的光催化活性和吸附性能
詳細(xì)介紹：
本文以鈦酸四正丁酯為鈦源、異丙醇鋁為鋁源，采用溶膠-凝膠法制備了TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑，考察其對甲基橙的吸附性能和在紫外光照射下的光催化活性。采用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、N2吸附-脫附等對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌、化學(xué)組成及BET比表面積和孔徑分布等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑由TiO2和Al2O3組成，其中TiO2為單一的銳鈦礦晶相，Al2O3為非晶態(tài)，Al2O3的存在可抑制TiO2晶粒的生長。在n(Ti)/n(Al)=12，500 ℃煅燒3 h制得的TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑比表面積達(dá)99.21 m2/g、平均孔徑為22.39 nm、累計(jì)孔容積為0.4493 cm3/g。在500 ℃煅燒制得的復(fù)合光催化劑具有最佳的光催化活性和吸附性能。與純TiO2相比，相同條件下TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑的光催化活性和吸附性能都有較大提高。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目前對于鈦鋁復(fù)合光催化劑的研究報(bào)道還很少，鋁氧化物與氧化鈦的相互作用能提高氧化鈦的光催化活性。本文以鈦酸四正丁酯、異丙醇鋁為原料，配制二元金屬混合前驅(qū)體，采用溶膠-凝膠法合成了TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑。通過對甲基橙的光催化降解實(shí)驗(yàn)，考察了其光催化活性變化規(guī)律。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

當(dāng)前的研究中都是分別制備TiO2和Al2O3，然后再將它們混合使用。本文采用溶膠－凝膠法，以鈦酸四正丁酯、異丙醇鋁為原料，配制二元金屬混合前驅(qū)體，通過共溶膠-凝膠過程合成了TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑。與純TiO2相比，相同條件下TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑對染料的光催化降解活性和吸附性能都有較大提高。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

光催化污染物凈化技術(shù)是一種有巨大應(yīng)用前景的實(shí)用性技術(shù)。制備新型光催化材料及將其應(yīng)用于光催化污染物降解過程，將有助于推動該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，具有重要的理論和實(shí)際意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文以鈦酸四正丁酯為鈦源、異丙醇鋁為鋁源，采用溶膠-凝膠法制備了TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑，對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌、化學(xué)組成及BET比表面積和孔徑分布等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明復(fù)合光催化劑由TiO2和Al2O3組成，其中TiO2為單一的銳鈦礦晶相，Al2O3為非晶態(tài)，Al2O3的存在可抑制TiO2晶粒的生長。在n(Ti)/n(Al)=12，500 ℃煅燒3 h制得的TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑比表面積達(dá)99.21 m2/g、平均孔徑為22.39 nm，具有最佳的光催化活性和吸附性能。與純TiO2相比，相同條件下TiO2-Al2O3復(fù)合光催化劑的光催化活性和吸附性能都有較大提高。

獲獎情況

無。

鑒定結(jié)果

無。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

近年來，納米TiO2光催化劑的研究在環(huán)境光催化領(lǐng)域一直相當(dāng)活躍。納米TiO2具有光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、毒性低等優(yōu)點(diǎn)，在大氣污染和工業(yè)廢水中處理難降解有機(jī)物等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于TiO2的光生電子與空穴的復(fù)合率較高，導(dǎo)致其光催化降解有機(jī)物的效率較低。為了解決這一問題，各種改善TiO2光催化活性的途徑相繼被提出，將TiO2與其它元素進(jìn)行復(fù)合就是其中之一。TiO2基復(fù)合光催化材料的研究報(bào)道已有很多，如TiO2/SiO2、TiO2/SnO2、SnO2/TiO2 、TiO2-WO3、TiO2-ZnO、TiO2-Fe3O4、TiO2/AC復(fù)合光催化劑等的制備。 　　目前對于鈦鋁復(fù)合光催化劑的研究報(bào)道還很少。據(jù)研究，Al元素的引入對TiO2的晶相、晶粒尺寸以及能帶都會產(chǎn)生一定影響。Sivakkumar和Vicente以硫酸鈦和硝酸鋁為原料，采用非醇鹽水解溶膠-凝膠法分別合成了氧化鈦溶膠和勃姆石溶膠，并將二者混合制備了TiO2-Al2O3混合氧化物。Choi等]以異丙醇鋁和鈦酸四異丙醇酯為原料，采用溶膠-凝膠法分別制備了勃姆石溶膠和氧化鈦溶膠，在超聲作用下將二者混合制備了TiO2/γ-Al2O3復(fù)合氧化物，可用作光催化劑和吸附劑。以上研究中都是分別制備TiO2和Al2O3，然后再將它們混合使用。
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