掺杂金属或非金属的TiO2-粘土纳米复合物光催化降解水中有机污染物基础研究

在紫外光和可见光照射下，TiO2光催化降解水中有机污染物研究一直以来是我们的研究热点问题，掺杂不同金属或非金属（W或Mn或I），制备TiO2-粘土纳米复合物催化剂，解决了TiO2催化剂不易于从分散体系中分离出来的难题，而且在催化剂结构与性能方面引入了新的研究点（比如用各种方法将金属或非金属掺杂到TiO2晶格里，令其对催化剂结构、降解活性等产生明显影响），使其降解水中有机污染物的活性高于未掺杂催化剂及商品P25，通过一系列测试和表征，提出掺杂后活性提高的原因（比如反应机理等方面的原因），为今后相关工作提供理论指导。

在可见光照射下，在掺杂钒的TiO2–MMT 上研究了酸性桃红的降解，通过溶胶-凝胶法制备了不同MMT添加量的V-TiO2–MMT催化剂，不同的Ti/MMT 对光催化活性和催化剂的微结构有很大的影响，V-TiO2–MMT比TiO2 和V-TiO2的尺寸更小，当Ti/MMT 为240, 120, 80, 60 mmol/g时，MMT的层状结构被完全破坏了，但是当Ti/MMT 为30, 24 mmol/g时，MMT保持了部分层状结构且层间距增大了，当Ti/MMT 为30 mmol/g时，其光催化活性较好。这篇论文已经发表在《Appl. Surf. Sci.》上。.通过水热法，在不同的水解率（R=H2O/C2H5OH）下，用表面活性剂（linoleticacid（LA）或聚乙烯乙二醇-400（PEG-400））制备了二氧化钛纳米粒子。并且在可见光照射下，研究了罗丹明B（RHB）的光催化降解。在使用PEG-400制备催化剂时，发现TiO2纳米粒子有特殊的形状，如立方体，六边形，双锥形和子弹形。有趣的是，水解率影响二氧化钛纳米粒子的BET表面积。由于表面活性剂PEG-400对催化剂微结构的影响，该催化剂显现了比添加LA更好的光催化活性。此外，P-TiO2-8/10纳米粒子（P代表PEG-400，8/10是H2O/C2H5OH摩尔比）有和P25和TiO2-10/10类似的光催化活性。这篇论文已经发表在《Materials Science in Semiconductor Processing》上。