催化劑載體的種類
目前,國內(nei)外(wai)研究(jiu)較多的催化劑載體(ti)有(you):SiO2,Al2O3、玻(bo)璃(li)纖(xian)維網(布)、空心陶瓷(ci)球、海砂、層狀石(shi)墨(mo)、空心玻(bo)璃(li)珠、石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)管(片)、普通(導電(dian))玻(bo)璃(li)片、有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)、光導纖(xian)維、天然(ran)粘土、泡沫(mo)塑料、樹脂、木(mu)屑、膨脹珍珠巖、活性炭等。
天(tian)然礦物(wu)類
天然礦物類物質本身具有一定的(de)吸附性(xing)和(he)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)活性(xing),且耐高溫,耐酸堿(jian),常被(bei)用(yong)(yong)作(zuo)(zuo)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji)的(de)載(zai)體(ti)。目前已被(bei)用(yong)(yong)作(zuo)(zuo)TiO2載(zai)體(ti)的(de)有硅(gui)藻土(tu)(tu)、高嶺(ling)土(tu)(tu)、天然(ran)浮石(shi)(shi)和(he)膨(peng)(peng)脹(zhang)珍珠(zhu)巖等(deng)(deng)。劉(liu)勛等(deng)(deng)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了幾種(zhong)不同(tong)天然(ran)礦物(硅(gui)藻土(tu)(tu)、蛭(zhi)石(shi)(shi)、高嶺(ling)土(tu)(tu)、膨(peng)(peng)潤土(tu)(tu)、硅(gui)灰石(shi)(shi)和(he)海泡(pao)石(shi)(shi))與(yu)納米TiO2的(de)復合(he)。結(jie)果表明(ming),在6種(zhong)天然(ran)礦物所制得(de)的(de)復合(he)材料(liao)中(zhong),以海泡(pao)石(shi)(shi)光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)降(jiang)(jiang)解效率最(zui)高,作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)6h后,對(dui)甲(jia)基(ji)橙光(guang)(guang)降(jiang)(jiang)解率達到(dao)98%。其(qi)次是(shi)硅(gui)藻土(tu)(tu)和(he)硅(gui)灰石(shi)(shi),分別達到(dao)87%和(he)85%
。且光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)降(jiang)(jiang)解效率與(yu)天然(ran)礦物吸附能力呈一一對(dui)應關系。陳愛平(ping)等(deng)(deng)以輕質絕熱保溫建筑材料(liao)膨(peng)(peng)脹(zhang)珍珠(zhu)巖作(zuo)(zuo)載(zai)體(ti),制得(de)了能長時間漂浮于水面(mian)的(de)納米TiO2負載(zai)型光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji),用(yong)(yong)于水面(mian)浮油的(de)太陽(yang)光(guang)(guang)光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)降(jiang)(jiang)解。周波等(deng)(deng)采用(yong)(yong)天然(ran)浮石(shi)(shi)為載(zai)體(ti)負載(zai)TiO2作(zuo)(zuo)光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji),利用(yong)(yong)高壓汞燈為光(guang)(guang)源對(dui)有機(ji)磷農(nong)藥的(de)光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)降(jiang)(jiang)解進行了研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。結(jie)果表明(ming),濃度為1.2×10-4
mol·L-1的(de)農(nong)藥光(guang)(guang)照2h左(zuo)右可(ke)完全(quan)被(bei)光(guang)(guang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)氧化(hua)為PO4。
吸附劑類
這(zhe)類載(zai)(zai)(zai)體(ti)(ti)為(wei)多孔(kong)性物質,比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)積較(jiao)大,是使用(yong)最為(wei)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)類載(zai)(zai)(zai)體(ti)(ti)。用(yong)作負(fu)載(zai)(zai)(zai)TiO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)(ji)類載(zai)(zai)(zai)體(ti)(ti)主要(yao)有活(huo)(huo)性炭、硅膠(jiao)、多孔(kong)分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)等(deng)。吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)(ji)類載(zai)(zai)(zai)體(ti)(ti)可以獲得較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)負(fu)載(zai)(zai)(zai)量,可以將(jiang)(jiang)有機物吸(xi)附(fu)到(dao)TiO2粒子(zi)周圍,增(zeng)加(jia)界面(mian)(mian)濃度(du),從(cong)而(er)加(jia)快反應速(su)度(du)。崔鵬等(deng)將(jiang)(jiang)活(huo)(huo)性炭負(fu)載(zai)(zai)(zai)到(dao)TiO2膜作為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)
化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)對甲基橙水溶液進(jin)行了光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)降(jiang)解(jie)(jie)試(shi)驗(yan)。結果表(biao)明(ming),與商品化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TiO2微(wei)粉(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)解(jie)(jie)性能(neng)相(xiang)(xiang)比(bi)(bi),其降(jiang)解(jie)(jie)速(su)率較(jiao)高,由于(yu)TiO2/C光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)中活(huo)(huo)性炭良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)性能(neng),使得光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)反應體(ti)(ti)系(xi)內產(chan)生了吸(xi)附(fu)-反應-分(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)體(ti)(ti)化(hua)(hua)行為(wei),提高了光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)速(su)率。國(guo)外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)V.M.GuNk等(deng)研究表(biao)明(ming),在(zai)不同負(fu)載(zai)(zai)(zai)量下,TiO2在(zai)硅膠(jiao)表(biao)面(mian)(mian)均沒有形成(cheng)連(lian)續(xu)涂層(ceng);TiO2和(he)SiO2之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)力包(bao)括氫鍵(jian)、靜電(dian)力和(he)少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Si-O-Ti鍵(jian),SiO2抑制(zhi)了TiO2從(cong)銳鈦型向(xiang)金紅石型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)變。國(guo)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鄭(zheng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)濤(tao)等(deng)采(cai)用(yong)溶膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法將(jiang)(jiang)改性后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高效TiO2光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)負(fu)載(zai)(zai)(zai)于(yu)球(qiu)形硅膠(jiao)上,得到(dao)了具有混晶結構、大比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)積、高活(huo)(huo)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)納米TiO2光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。負(fu)載(zai)(zai)(zai)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)在(zai)紫外區具有強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收,比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)積達到(dao)379.8m·g-1。鄭(zheng)珊(shan)等(deng)合成(cheng)了TiO2呈單層(ceng)分(fen)散或雙層(ceng)分(fen)散狀2態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多孔(kong)分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)MCM-41。結果表(biao)明(ming),負(fu)載(zai)(zai)(zai)后,MCM-41孔(kong)道表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SiO2以化(hua)(hua)學鍵(jian)相(xiang)(xiang)連(lian)生成(cheng)Si-O-Ti鍵(jian)。
玻璃類
玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)價廉易得,具有良(liang)好(hao)的(de)透(tou)(tou)光(guang)性(xing),便于設計成(cheng)各(ge)種(zhong)形(xing)狀,引(yin)起了研究(jiu)者的(de)重視。用(yong)于TiO2光(guang)催(cui)(cui)(cui)化劑的(de)載(zai)體(ti)有玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)片(pian)(pian)、玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)纖維網(wang)(布)、空
心玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)珠、玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)螺旋(xuan)管(guan)、玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)筒(tong)、石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)管(guan)(片(pian)(pian))、普通(導電)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)片(pian)(pian)、有機玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)等(deng)(deng)。張新英(ying)等(deng)(deng)以空心玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)微球為(wei)載(zai)體(ti),用(yong)溶(rong)膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法(fa)制(zhi)備負(fu)載(zai)型(xing)復合(he)光(guang)催(cui)(cui)(cui)化劑,所得催(cui)(cui)(cui)化劑可(ke)以漂浮在(zai)(zai)水面(mian)上(shang),便于回收和重新利(li)用(yong)。
陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)類
陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)也(ye)是一種(zhong)多(duo)孔性(xing)物質,對TiO2顆粒具有良(liang)好(hao)的(de)附(fu)著性(xing),耐(nai)(nai)酸堿(jian)性(xing)和耐(nai)(nai)高溫性(xing)較好(hao),也(ye)可(ke)用(yong)作催(cui)(cui)(cui)化劑載(zai)體(ti)。若在(zai)(zai)日常使用(yong)的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)上(shang)負(fu)載(zai)TiO2,可(ke)以制(zhi)成(cheng)具有良(liang)好(hao)自(zi)潔功(gong)能的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci),起到凈化環境的(de)作用(yong)。賀飛(fei)等(deng)(deng)采用(yong)溶(rong)膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法(fa),在(zai)(zai)自(zi)制(zhi)的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉體(ti)表面(mian)制(zhi)得粒徑大小為(wei)40~100nm的(de)TiO2晶粒。它緊密(mi)結合(he),形(xing)成(cheng)透(tou)(tou)明均一無“彩虹效應”的(de)TiO2光(guang)催(cui)(cui)(cui)化薄膜型(xing)自(zi)潔功(gong)能陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci),具有超級親水性(xing)和去污功(gong)能。
有機(ji)類
由于(yu)TiO2在(zai)(zai)陽光(guang)下(xia)能(neng)光(guang)催(cui)化氧化降解有(you)(you)機物,所(suo)以(yi)一般不用(yong)有(you)(you)機材料做載(zai)體。而(er)某(mou)些高分(fen)子聚合(he)物,如飽和的(de)(de)碳鏈(lian)聚合(he)物或氟聚合(he)物,有(you)(you)較強的(de)(de)抗氧化能(neng)力,所(suo)以(yi)也可以(yi)用(yong)于(yu)負(fu)載(zai)型TiO2的(de)(de)研究。但由于(yu)·OH-,·O2-的(de)(de)強氧化性(xing),這些高分(fen)子聚合(he)物載(zai)體只能(neng)在(zai)(zai)短期內使用(yong)。目前,用(yong)于(yu)負(fu)載(zai)TiO2的(de)(de)高分(fen)子聚合(he)物載(zai)體有(you)(you):聚乙烯吡咯烷(wan)酮、聚乙烯、聚丙(bing)烯、ABS,NAfiON薄膜等(deng)。劉平等(deng)研究認為,TiO2粒(li)子的(de)(de)形成與(yu)長大均限制在(zai)(zai)NAfiON的(de)(de)微(wei)小(xiao)(xiao)
孔籠(long)中,粒(li)子形成過程所(suo)需(xu)的(de)(de)物質(zhi)傳(chuan)遞也僅能(neng)通過小(xiao)(xiao)通道進行;在(zai)(zai)該實驗的(de)(de)合(he)成條件(jian)下(xia),TiO2晶體大小(xiao)(xiao)僅取決于(yu)NAfiON孔籠(long)直徑。
此外,在載體選擇時,必須對效(xiao)率、催化活性、催化劑負(fu)載的牢固性、使用(yong)壽(shou)命、價格等(deng)作(zuo)綜合考慮。
本文由催化劑載體 bjdlsdjx.com收集整理。
- 上一篇:催化劑發展簡史 2014/9/15
- 下一篇:活性氧化鋁干燥劑使用注意事項 2014/9/2