TiO2/天然矿物复合光催化剂的制备规律及可见光响应机理

本项目拟从天然层状无机矿物的结构入手，选择高岭石 、板状蛇纹石和叶蜡石等层状天然矿物，较系统地研究对其改性的结构构建、化学组成调整等，并以这些经改性调整的天然矿物为载体，制备具有可见光响应的TiO2/天然矿物复合光催化剂。研究纳米TiO2嵌入具有微米尺度层状矿物载体层间的方法，及载体上TiO2固定化指标的控制方法等；根据对催化剂的表征和活性评价，研究复合催化剂的制备规律；通过考察不同改性方法和处理条件对天然矿物载体微观结构和化学组成的影响，研究复合催化剂上载体与TiO2之间的结合机理，及载体对复合催化剂光催化活性的促进规律；依据载体表面吸附的反应物分子在不同表面间迁移现象的传质机理和反应机制，揭示催化剂上的传质与反应间的关系等。从不同因素对复合光催化剂活性的作用规律上为新型高效的可见光响应光催化剂制备和光催化技术实用化提供一些思路和理论参考

本项目选择天然矿物作为TiO2负载的载体，制备了能响应可见光的TiO2/天然矿物复合光催化剂，同时使负载纳米TiO2的复合催化剂具有微米尺度，有利于分离。研究了TiO2在这些材料上的复合，并用于水中有机污染物的可见光催化降解；研究了载体的结构和复合催化剂的制备规律，并在现有的基础上进一步提高复合催化剂的可见光催化性能；研究了纳米TiO2与天然矿物载体的之间的结合方式，考察载体对复合催化剂光催化活性的促进机理。天然矿物复合催化剂的制备方法及改性处理对复合催化剂可见光催化活性的影响机理是本项目的一个主要研究内容。期望研究结果能为天然矿物负载TiO2用于可见光催化提供一些理论依据。此外，工作中还研究了二氧化碳与甲醇的光催化反应。