高分散納米金屬-蒙脫土復(fù)合材料的制備及其催化活性研究.pdf

1、納米材料因其具有的獨特理化性質(zhì)，如量子尺寸效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等已受到越來越多的關(guān)注。但由于納米粉體的高表面能使其易于團聚，分散困難從而影響了它們良好納米特性的發(fā)揮，為了解決這一問題，本文研究了納米金屬和半導(dǎo)體顆粒在層狀粘土載體上的負載和穩(wěn)定化問題，并且進一步研究了這些復(fù)合材料的催化性能。 本文以層狀蒙脫土(簡稱MMT)為載體，利用插層組裝的方法制備出具有良好分散性和熱穩(wěn)定性的納米金屬/蒙脫土和納米半導(dǎo)體/蒙脫土復(fù)合材料，

2、并對其制備工藝、結(jié)構(gòu)和催化性能進行了系統(tǒng)的研究。 研究表明以蒙脫土為載體，抗壞血酸為還原劑，乙醇和水的混合溶液作溶劑可以合成出均勻分散于剝離后蒙脫土片層上的粒徑為30-40nm的高分散納米銀/蒙脫土復(fù)合催化劑，發(fā)現(xiàn)該催化劑具有優(yōu)異的室溫降解亞甲基藍的性質(zhì)。通過不同溫度下對催化劑的熱處理和催化活性評價，并結(jié)合X光衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和原子吸收光譜(AAS)等表征結(jié)果，表明納米銀在蒙脫土上的分散性和負載量是影響其催化活

3、性的主要因素，在低于200℃的焙燒溫度下催化劑仍具有較高的催化活性。 在對具有不同能帶寬度的TiO2、SnO2、Fe2O3和Cu2O四種半導(dǎo)體/蒙脫土復(fù)合催化劑的研究中，發(fā)現(xiàn)TiO2柱撐蒙脫土(TiO2/MMT)對亞甲基藍和甲基橙有最好的光催化降解活性，這是與其形成穩(wěn)定的層柱結(jié)構(gòu)和TiO2具有合適的能帶寬度密切相關(guān)的。 研究還表明以蒙脫土為載體，利用四氯化鈦水解法將納米TiO2引入蒙脫土層間，經(jīng)500℃煅燒后得到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

4、的TiO2柱撐蒙脫土(TiO2/MMT)，再通過化學(xué)還原法將金屬銀負載于其上，合成出了載銀/二氧化鈦柱撐蒙脫土復(fù)合光催化劑(Ag-TiO2/MMT)。通過XRD、IR、BET、AAS等分析方法對復(fù)合光催化劑的物相組成、鍵合情況、比表面積、元素含量等物化性質(zhì)進行了表征。光催化測試表明催化劑Ag-TiO2/MMT和TiO2/MMT有比商用TiO2(P25)更高的降解亞甲基藍活性，催化劑Ag-TiO2/MMT也有與商用TiO2(P25)相當(dāng)?shù)?/p>