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中国造纸学报

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Ｖ０１．２ｌ，Ｎｏ．２，２００６

过渡金属一Ｔｉ０２介孔复合材料的制备及

其在造纸中的应用

孟庆海周国伟林会亮

（山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科，山东济南，２５０１００）

摘要：综述了介孔Ｔｉ０２及过渡金属．’ｎ０２介孔复合材料的制备方法，掺杂不同金属离子对介孔Ｔｉ０２反应活性的影响，以及在制浆造纸废水

处理等方恧的研究进展。

关键词：Ｔｉｑ；过渡金属；介孔材料；制浆造纸

中图分类号：聊２７＋．２

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００．６８４２（２００６）０２ｍ１０２奶；

二氧化钛（Ｔｉ眈）在空气净化、水的杀菌消毒和含

有机污染物的废水光催化降解中有重大的应用，且无

二次污染，是最引起科学家关注的绿色环保型催化剂

之一【ｌ－２Ｊ。介孔７ｒｉ佛由于具有很大的比表面积和规整

的介孔孔道，具有比７ｒｉ０２更优越的物理和化学性能，如

化学活性高、可见光透过性好、吸收紫外光的能力强、

耐热性好、耐化学腐蚀性强、无毒、使用周期长等特点，

成为降解有机污染物最有前途的光催化剂。２０世纪

９０年代初，美国ＭｏｂｉＪｅ公司首次使用表面活性剂合成

了硅酸盐介孔分子筛【３Ｊ，近年来关于介孔７ｎ０２制备的

研究日益活跃Ｌ＂Ｊ。

但由于Ｔｉ嘎带隙较宽，只能被波长较短的紫外光

激发，导致光量子效率降低。而且目前普遍采用的悬

浮相催化剂易失活，易凝聚且难以回收，严重限制了

Ｔｉ０２在水处理中的应用。因此可以通过掺杂过渡金属

制备过渡金属一’ｒｉ０２介孔复合材料来提高Ｔｉ０２的反应

活性【钾Ｊ，扩大它的应用范围。

过渡金属离子可在Ｔｉ０２晶格中引入缺陷位置或

改变结晶度，从而影响电子与空穴的复合；某些金属离

子的掺人还可以扩展光吸收波长的范围，使利用可见

光成为可能。因此，可以通过太阳光和７ｒｉ０２介孔复合

材料结合处理造纸废水中的苯酚、木素、有机氯化物等

有毒有害物质。不仅如此，还可以利用它的光催化效

应对纸浆进行光化学漂白，可以缩短漂白化学反应的

时间，保护纸浆中的碳水化合物不受损伤，提高光漂的

选择性，降低漂白化学药品的消耗［８｜。将介孔７ｎ０２加

入纸浆中，可用于生产具有抗菌、消毒、净化空气等用

途的功能纸，现已开发出包装纸和壁纸等，并已投放市

场。

１过渡金属．啊Ｑ介孔复合材料的制备方法

目前制备过渡金属．７ｎ０２介孔复合材料的方法主

要有：表面活性剂模板法和非表面活性剂模板法。不

同的制备方法对介孔Ｔｉ０，复合材料的光催化性质影

响很大。

１．１表面活性剂作模板剂制备介孔７ｎ０２复合材料

利用有机大分子作模板剂控制介孔材料的结构是

近年来溶胶．凝胶工艺发展的新动向。通过改变聚合

物的大小和修饰胶体颗粒表面能够更有效地控制材料

的结构性能【９Ｊ。这一方法的具体做法是：先加入模板

剂，主要是溶致液晶表面活性剂和自组装的嵌段共聚

物，以此作为结构导向剂，通过模板剂的协同作用或分

子自组装及无机前驱体与模板剂分子之间的相互作

用，形成稳定的分子聚集体，然后模板经过煅烧或溶剂

萃取等方法被去除，形成介孑Ｌ结构。用表面活性剂作

模板剂是由于当表面活性剂的浓度高于临界胶束浓度

时，表面活性剂在溶液中随其浓度不同可形成球状、柱

状、层状或六方等高度有序的结构，为形成介孔结构提

收稿日期：２００５．１１．１０（修改稿）

基金项目：山东省中青年科学家科研奖励基金（№．加０４ＢＳ蝴）；教育部科学技术研究重点项目（Ｎｏ．２０５０８８）；山东省教育厅科技计划项目

（№．ＪＯｌ５Ｄ１０）；胶体与界面化学教育部重点实验室（山东大学）开放基金（Ｎｏ．２００ｃ５０７）。

作者简介：盂庆海，男；山东轻工业学院在读硕士研究生；研究方向：纳米材料制备与造纸化学品。

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