呈单层或双层分散的TiO2修饰的介孔分子筛MCM-41的结构表征和光催化苯酚降解活性研究.pdfVIP

呈单层或双层分散的TiO：修饰的介孔分子筛MCM-41的结构表征及 光催化苯酚降解活性研究 签丑 高潦 郭景坤 (中国科学院I：海硅酸盐研究所高性能结构陶瓷与超徽结构国家重点实验室 卜海200050) 自系列介孔分子筛M41S问世以来，介孔材料的台成与应用得到了较快的发展m”。氯 化钛是具有宽禁带半导体化台物，经紫外光激发后生成电子(e。)和空穴(r)，具有光催化活性 {31。将TiOz引入到介孔分子筛中，利用分子筛的高比表面可以提高氧化钛的活性．同时TiO： 修饰政性介孔分子筛MCM．-4I的孔遒内表面，可以增加孔鼙厚度，有效地提高MCM-41的 水热稳定性。 L 本实验首次以钛酸丁醋为氧化钛的前驱体．将氧化钛修饰于MCM．-41的孔道内表面。 合成了具有光催化活性的T{o’修饰的MCM-41。 钛的前驱体与MCM-41孔道内表面的lS；．OH反应而使丁i固定在MCM．．4l孔道中．为避免有 机钛未与MCM-41反应而提前水解而在体系中引入杂质．反应在非水体系中进行。然后是附 1 的内表面则生成双层的氧化钛． 新增加的振动峰，则归属为由于nq的引入新生成的sH卜n键的振动。在MCM-41的孔 -l：W- 道教面负载Ti0：后，其比表面积和孔容均匀卜降，但是最可儿孔径的变化井不又，只有略微 缩小，这商接证明TiO：在孔道表面没有量团簇状态出现．而是呈单层或双层状态均匀分散在 MCM一41的孔道表面。在样品的固体紫外．可见光漫反射图谱中，无论是单层还是双层TiO： 修饰的MCM．．41对紫外光的吸收边较纳米级锐钛矿相的’no有明显的蓝穆现象，这种蓝移 是由半导体化台物的量子尺寸效应引起的．吸收边的蓝移的多少．也就是增加的禁带能踅。 半导体氧化物Ti02在波长小于400nm的紫外光的照射下，激发产生光生电子和光生空 穴．光生电子被溶解嘎捕获，生成氧化性很强的．0：+，光生空穴能被OH-捕获生成．oH。这 些活泼的自由基可将苯酚氧化，深度矿化的产物为C02和水． ●．O，—一 旦夺一coM。 O ． r◎，◎ +．OH—一。女一6_一C02+呐 为了对比所合成的氧化钛修饰的MCM-41的光催化活性，我们选择了光催化活性较高 的纳米级锐钛矿型氧化铁为参照。不通氧气反应时，TiO：修饰的MCM．．41的光催化话性和选 择性均不高．但活性随着Ti，Si比的升高而略有增强．通入氧气(60ml／mir,)可以有效加快苯 1其光催 醌的降解速率从而提高苯酚降解的转化率和选择性，对于单层前q修饰的MCM-．4 MCM．41的活性高． 参考文献 T，LeonowiczMER劬WJ，eraL№南，1992，鄯曙：710 KresgeC MolIor 2930 Bein K T=C／w,w．MⅢer．。1998。Im M，HiranoM．ela1．J-Miner．胁，l虬12：607 Ka,guga工Hinurmsu —125一