工业钛液制备铁掺杂硫酸化多孔二氧化钛及其机理研究  

作　　者：杨颖[1,2] 钟辉[2] 

机构地区：[1]攀枝花学院生化学院,四川攀枝花617000 [2]成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059

出　　处：《电子元件与材料》2013年第2期82-83,共2页Electronic Components And Materials

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.50804025);四川省应用基础资助项目(No.2008JY0140);四川省青年基金资助项目(No.09ZQ026-067);攀枝花市创新体系建设资助项目(No.2009TX-5(1));攀枝花市产业化推进资助项目(No.2011CY-G-23)

摘　　要：TiO2作为一种重要的半导体光催化材料,因具有良好的化学稳定性、无毒等特性而备受瞩目。但其禁带宽度较大,量子效率低限制了其广泛应用,尤其是商业化应用。研究表明:在TiO2中掺杂铁和硫酸化修饰可以有效地拓展其光谱响应范围,提高其光催化效率。但传统的制备方法使用的原料较贵,制备过程复杂,同时介孔结构及锐钛矿型二氧化钛晶相热稳定性差。同时目前还少有关于改性二氧化钛基催化剂结构与机理方面的全面报道。针对以上问题,首次以廉价的工业硫酸氧钛溶液作为原料,在不使用有机模板剂的情况下,利用硫酸根对介孔结构形成的导向作用,提出一步热水解简单方法合成具有介孔结构的铁掺杂硫酸化二氧化钛固体催化剂。该方法制备过程简单,反应条件温和,容易操作及控制,过程的重复性好,有利于工业化规模生产。利用掺杂铁及硫酸化修饰对介孔结构的稳定与支撑作用,在700℃时仍能保持稳定完善的介孔结构。同时利用掺杂铁及硫酸化修饰对锐钛矿型晶相的稳定作用,在850℃时,仍能保持锐钛矿型晶相,显示出较好的热稳定性。本铁掺杂硫酸化二氧化钛固体催化剂同时兼具高的光催化活性及高固体酸酯化活性。对于有色染料亚甲基蓝光催化降解率分别为99.22%(紫外光)及92.45%(可见光)。对于无色有机物苯酚光催化降解率分别为93.36%(紫外光)及88.46%(可见光)。对于高酸值麻疯树油中游离脂肪酸与甲醇的预酯化反应,其酯化率为98.8%。本文提出铁掺杂硫酸化二氧化钛新结构并揭示其催化机理,在结构与机理之间形成了较好的解释。

关 键 词：工业硫酸氧钛溶液 铁掺杂硫酸化二氧化钛 光催化 固体酸催化 机理 

分 类 号：O643.3[理学—物理化学] TQ426.94[理学—化学]