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光催化剂多采用液相法%液相法中最具代表性的是水解法和沉淀法%水解法分为醇钛盐水

解和钛 盐 的 直 接 水 解&前 者 通 常 被 设 计 为 溶 胶’凝 胶 法 ()*+’,-+.-/0*12

345&467

&它 是 以 醇 钛 盐

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#82

5

为原料&无水乙醇为有机溶剂&加入一定量的酸或氨作为水解抑制剂%为防止 !"

(#82

5

强烈水解&阻止粒子间的相互碰撞进一步生成大粒子&通常先将一定量的酸与 !"

(#82

5

混合&再

把醇9水和酸的混合液逐滴滴入溶液中&为防止团聚&需加入分散剂如三乙胺9羟基丙脂纤维素或
三醇硅烷等&作为反应的中间体%待溶质凝胶化之后&再将凝胶置于真空烘箱中烘干&得到松散的
无定型凝胶粉体&之后再将粉体在氧气气氛中进行不同温度的热处理&即得到不同晶型的纳米级

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粒子%研究表明在 5::;<::=为锐钛矿型 !"

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&超过 <::=锐钛矿型将向金红石型转化%

当然制备方法不同转变温度也不相同%该法制备的产品纯度高&颗粒细&烘干后凝胶颗粒自身的
烧结温度低&但凝胶颗粒之间的烧结性差&块状材料烧结性不好&干燥时收缩性较大%

魏雨

34>7

等将钛盐直接强迫水解制备纳米 !"

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%以高浓度 !"

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(:@6;4@:.*+

A

B2为原料&

采 用 回 流 加搅 拌并加 入 少量 硫 酸 作 为 相 转 化 抑 制 剂&可得到粒径约为 4:C. 的单分散 !"

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颗

粒%并通过加少量的添加剂及控制反应条件&制备出不同粒径混晶纳米 !"

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及纯金红石型纳米

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%高濂

34<7

等通过改变溶液的酸碱度来控制 !"

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5

的水解&发现水解后的沉淀经真空干燥后不

用 任何热处理室温下即有锐钛矿型 !"

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存在&粒径为 >@DC.%粉末于 5::=热处理 $0&可得平

均粒径为 EC. 的锐钛矿型 !"

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粉晶%

沉淀法多采 用 共 沉 淀 法 或 称 均 匀 沉 淀 法&所 用 的 反 应 物 多 为 无 机 物 如F!"

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&!"

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5

等%这种方法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中慢慢地释放出来&加入

溶液中的沉淀剂不立即与沉淀组分发生反应&而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生
成%如果向钛盐溶液中直接加入沉淀剂易造成沉淀剂的局部浓度过高&会使沉淀中夹有杂质&颗
粒分布也不均匀%采用均匀沉淀法&只要控制好沉淀剂的生成速度&就可以避免浓度不均匀现象&
使过饱和度控制在适当的范围内&从而控制粒子的生长速度&获得粒度均匀9致密9便于洗涤9纯
度高的纳米粒子%任莉和张汝冰等应用均匀沉淀法以尿素为沉淀剂成功地制备了粒径为 4:;6:

C. 的 !"

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粉体

34E&$67

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为了提高 !"

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光催化活性及拓宽其激发波长&近年来人们在制备纳米 !"

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光催化剂 的过

程中采用多种方法对其进行表面修饰或改性处理&并取得了显著的效果%这些方法包括

34D&4H7

F浸

渍或光还原法将贵金属沉积在催化剂表面I或浸渍后高温焙烧9光辅助淀积法在催化剂中掺杂不
同的金属离子I或用浸渍和混合溶胶法制备复合半导体催化剂I或将半导体催化剂经处理后直接
浸渍在光活性化合物(如染料9络合物2中等%

J 纳米 !"

#

K

光催化剂在环保方面的应用

J@L 在治理有机污染物方面的应用

纳米 !"

#

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光催化剂能有效地降解有机污染物&其机理就是通过催化剂表面产生的强氧化性

的 #M

N

致使有机物氧化分解&最终使之矿化%因这种氧化作用无选择性&且有较高的分解效率&

所以环境中的多种有机污染物均可被氧化分解而消除%

42卤代有机化合物

包括卤代脂肪烃9卤代芳香烃和卤代脂肪酸等%这类物质在美国和欧共

体公布的环境优先污染物黑名单中占有相当大的比例%由于其种类繁多9应用广泛9对人类和其
他生物毒性较强9对自然环境污染严重&因而研究其催化降解条件9机理及治理方法均具有重要
的现实意义%O"

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-

3$:7

和 PQR1-C/

3$47

等分别用普通 !"

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粉末进行了卤 代脂 肪烃9卤代有机酸和

E

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第 $期

李景印等

纳米 !"

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光催化剂在环保方面的应用研究

万方数据