黑色TiO2/高岭石光催化剂的制备及其降解动力学研究

摘要

黑色TiO2作为一种新型光催化材料被广泛关注,但利用黏土改性黑色TiO2来提升其应用性能却鲜有报道.以高岭石为原料,钛酸四丁酯为前驱体,通过溶剂热法合成黑色TiO2/高岭石(b-TiO2/Kaol)光催化剂.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)技术对材料微观形貌及表面结构进行表征.研究了制备条件、负载量对材料可见光催化性能的影响,并结合动力学模型考察了亚甲基蓝(MB)初始pH值对去除效果的影响.结果表明,当摩尔比n(Ti4+):n(BH4-)为1:0.56、n(HNO3):n(H2O)为1:11.5、合成时间为12 h、水热合成温度为180°C时,制备黑色TiO2(b-TiO2)光催化活性最强;b-TiO2负载量为20％制得的b-TiO2/Kaol具有最佳的光催化性能,对MB的去除率达89.7％,光催化降解过程符合一级动力学模型.MB溶液初始pH为5～7更有利于MB的去除.Ti3+的掺杂使得b-TiO2光响应范围扩大,高岭石改性b-TiO2增强了b-TiO2/Kaol的吸附能力,两者协同促进了光催化性能的提高.