纳米TiO2-硅藻土复合光催化材料制备技术

如题所述

郑水林 王光玉 王利剑 舒锋 姜中强 刘月 陈俊涛 贾凤梅 王兴华 王钰 常伟等

(中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院,北京 100083)

一、内容简介

该项目是以硅藻土为原料,集成原料提纯技术、硅藻土天然纳米孔道疏通技术及纳米TiO2沉淀负载技术开发的一种以天然硅藻土为载体、纳米二氧化钛为催化活性组分,兼具吸附捕捉性能与光催化降解性能的复合型环保新材料。

这种复合型环保新材料具有以硅藻体为核、以TiO2为壳的多孔核壳结构;核壳之间结合紧密,包覆壳层厚度均匀(200~300nm),TiO2晶粒度为12nm左右;在紫外光和太阳光下都有优良的光催化性能而且稳定性好。在太阳光下,2 h内Rhodamine-B溶液的脱色率和COD去除率都达到了95%以上;6 h内苯酚的降解率达到99.18%;COD降解率95.59%;在日光灯照射下,24 h甲醛去降解去除率大于80%。

主要技术特征及创新是:

1)集成提纯技术、硅藻土天然纳米孔道疏通技术及纳米TiO2沉淀负载技术,以硅藻精土为载体、TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法制备纳米TiO2-硅藻土复合光催化材料。

2)这种复合型环保新材料具有以硅藻体为核、以TiO2为壳的多孔核壳结构,具有较高的比表面积和良好的光透性。

3)这种复合材料在紫外光和太阳光下和日光灯下都有优良的光催化性能而且稳定性和重复使用性能好。

二、推广应用

采用该项目技术生产的复合光催化材料,具有良好的经济效益。光催化材料是最有应用前途的绿色环境治理材料,项目制备的复合光催化材料光催化性能好、生产成本较低、使用回收方便,可以开发一系列的治理废水、废气的环保产品,是高效和环境友好的室内甲醛去除材料,具有较强的市场竞争力。对于硅藻土资源的高附加值综合利用和地区经济发展以及环境保护等均具有重要意义。

光催化氧化法是近20年发展起来的一种新型环境清洁技术,它具有反应条件温和、成本低廉、可充分利用光能、能耗低、无二次污染等特点,可降解许多难以用生物降解或难以通过其他化学方法处理的有机物。因此,光催化氧化法在饮用水的消毒和杀毒、各种生物难降解有机废水、工业及生活废水的深度处理等方面有着很广阔的应用前景。目前尚未推广应用。

三、鉴定、获奖、专利情况

该项目已于2007年2月11日通过了吉林省科技厅的技术成果鉴定并已申请发明专利(申请号:200610161089.9)。

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