AI—TiO2介孑L材料对溴甲酚绿可见光降解动力学.pdfVIP

第 28卷第 3期 Vo1．28 No．3 2010年 6月 Jun．2010 AI—TiO2介孑L材料对溴 甲酚绿可见光降解的动力学 刘少友 ，唐文华，曹 晖，龙步明 (凯里学院应用化学研究所 ，贵州 凯里 556011) 摘 要 ：用固相反应法制得的铝掺杂二氧化钛 (Al—TiO )介孔材料研究 了该材料在 可见光下对 溴甲酚绿的光降解性能及作用因素对降解动力学的影响，探讨 了可见光催化的作用机制．结果表 明，锐钛矿型的 AI_TiO 介孔材料与P25一TiO 粉体对溴 甲酚绿溶液的可见光降解行 为均遵 循准一级反应动力学规律．在 298K，pH一 6．4、催化剂的用量为 1g／i 溴甲酚绿的初始浓度为 0．03582mmo|／L时，Al—Ti0 介孔材料的反应速率常数是 P25一TiO2粉体 5．2倍；当催化剂 的用量为4g／L时，能获得最大的反应速率常数0．09677min ；溴甲酚绿的初始浓度越低 ，反应 速率常数越大，降解越彻底；温度每升高3℃，Al—TiO。介孔材料 的可见光降解反应速率常数依 次提 高 1倍，高于P25一TiO2粉体的增大倍数 ；在 298～304K 范围内，Al—Tio2介孔材料对溴 甲酚绿可见光降解以空穴氧化为主 ，其表观活化能比P25一TiO 粉体降低 23．7 ． 关键词：铝掺杂二氧化钛；溴甲酚绿；可见光降解；动力学 论文编码 ：Doi：10．3969／j．issn．1673—9329．2010．03．10 二氧化钛是一种活性高、化学稳定性好、对人体无害、 围与可见光降解性能之间的内在联系，我们利用 自制 的铝 可 回收再生的半导体材料[1]，且 降解反应条件温和 ，是理 掺杂二氧化钛粉体 ，探讨 了该材料在不 同环境 因素下对溴 想的环保型光催化剂 ，在环境污染治理方面的应用越来越 甲酚绿的可见光降解性能以及可见光降解动力学等问题． 广泛，但能带较宽(锐钛矿相 3．2eV，金红石相 3．0eV)，只 1 试验部分 有在紫外光下才能显示 出相对高的光催化活性和光稳定 1．1 实验材料 性，而这部分紫外线 (300～400rim)只 占到达地面上 的太 钛酸 四丁 酯 (TBOT，98 )化 学 纯 ；六 水 氯化 铝 阳光能的4 ～6％ ，到达地表 的太 阳辐射能量主要集 (AICt3．6H20)、十六烷基三 甲基溴化铵 (CTAB)，P25一 中在 46O～500nm波长范围，这在一定程度上制约了二氧 TiOz粉体与溴 甲酚绿 (BG)均为分析纯，购于上海试剂三 化钛优 良特性 的发挥 ．为此 ，国内外研 究者通常通过改性 厂 ；实验用去离子水 自制． 或敏化使 TiOz的紫外光吸收边带尽量向可见光区域移 1．2 A卜Tio2材料的制备与表征结果[] 动，以提高吸光效率 ，有效地利用太 阳能．研究表明，过渡 以 (AICla ·6HzO)： (TBOT)= 1：1分别 称取 金属掺杂 TiOz通常可降低 TiOz能带间隙，扩大 TiOe的 TBOT 与 AICI3．6H2O，CTAB用量按 TBOT 与 AICI3． 光响应范围，改善光催化活性[3]，但过渡金属相对较 贵， 6H2O总质量的 15 称取．先将准确称量的A1C13．6HzO 光响应范围有限，而且贵金属资源有 限．尽管 P25一TiOz 和CTAB在研钵 中混合研磨 20min，然后将称好 的TBOT 对有机物的可见光降解时有报道[ ]，但易形成悬浮态 加入 ，再混合研磨 15min，将所得固液共存 的糊状混合物 Ti02，造成分离及 回收的困难．因此 ，