溶膠-凝膠法制備鈦酸鍶粉體及其光催化性能的研究

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1、２００６年１２月工業(yè)催化Ｄｅｃ．２００６第１４卷第１２期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．１４Ｎｏ．１２環(huán)境保護(hù)與催化溶膠凝膠法制備鈦酸鍶粉體及其光催化性能的研究１２１１蔣勤，吳艷波，張守臣，于興和（１．大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧大連１１６０１２；２．大連交通大學(xué)，遼寧大連１１６０２８）摘要：用溶膠凝膠法制備鈣鈦礦型ＳｒＴｉＯ３粉體。并用自制的反應(yīng)器，考察了ＳｒＴｉＯ３粉體對(duì)ＮＯｘ的光催化脫除能力，研究了光源、氣體初始濃度、濕度對(duì)光催化效果的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)４５ｍｉｎ的光催化反

2、應(yīng)，不同濃度的氣體中ＮＯｘ的脫除率均在７０％以上。關(guān)鍵詞：溶膠凝膠法；鈦酸鍶；光催化；氮氧化物中圖分類號(hào)：Ｏ６４３．３６；ＴＱ０３４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００８１１４３（２００６）１２００６００４Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｔｒｏｎｔｉｕｍｔｉｔａｎａｔｅｐｏｗｄｅｒｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ１２１１ＪＩＡＮＧＱｉｎ，ＷＵＹａｎｂｏ，ＺＨＡＮＧＳｈｏｕｃｈｅｎ，ＹＵＸｉｎｇｈｅ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａ

3、ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０１２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＤａｌｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２８，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｒＴｉＯ３ｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｄｅｒｆｏｒｒｅｍｏｖａｌｏｆＮＯｘｗｅｒｅｉｎ

4、ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ，ＮＯｘｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ．ＮＯｘｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｏｖｅｒ７０％ｗａｓａｔｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｉｎ４５ｍｉｎｕｔｅｓｆｏｒｇａｓｓｔｒｅａｍｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮＯｘｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ；ＳｒＴｉＯ３ｐｏｗｄｅｒ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ；ＮＯｘｒｅｍｏｖａｌ（ｄｅ

5、ＮＯｘ）ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＱ０３４Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２００６）１２００６００４近年來(lái)，隨著ＴｉＯ２光催化染料廢水不斷的深入細(xì)ＳｒＴｉＯ３粉體的光催化活性。研究，有關(guān)鈣鈦礦型光催化劑的研究也逐漸引起關(guān)１實(shí)驗(yàn)部分［１－３］注。鈦酸鍶作為一種鈣鈦礦型化合物，具有良［３］好的液相光催化性能。但目前對(duì)其氣相光催化１．１光催化劑ＳｒＴｉＯ３粉體的制備及其表征的研究較少，尤其是光催化消除大氣中氮氧化物本文采用溶膠凝膠法制備催化劑。按ｎ（

6、Ｓｒ）：［４－５］（ＮＯｘ）的研究鮮有報(bào)道。ＮＯｘ是產(chǎn)生溫室效ｎ（Ｔｉ）＝１∶１，先將硝酸鍶和一定量的檸檬酸（與金應(yīng)、酸雨、臭氧空洞以及光化學(xué)煙霧的主要污染物，屬陽(yáng)離子物質(zhì)的量比為１．５∶１）溶于去離子水中，再對(duì)環(huán)境危害很大。深入研究ＳｒＴｉＯ３對(duì)ＮＯｘ的光催將鈦酸丁酯迅速倒入混合溶液，滴入少許乙二醇作化降解，對(duì)光催化技術(shù)實(shí)用化具有非常重要的意義。溶液穩(wěn)定劑，然后在磁力攪拌器下不斷加熱攪拌。本文采用溶膠凝膠法制備了超細(xì)ＳｒＴｉＯ３粉體隨著溶劑的不斷蒸發(fā)，溶液逐漸變稠，呈淡黃色粘稠以ＮＯｘ的光催化

7、降解為研究對(duì)象，討論了制得的超狀溶膠，８０℃干燥箱內(nèi)干燥６ｈ，變成凝膠。最后收稿日期：２００６０６２７作者簡(jiǎn)介：蔣勤（１９８０－），男，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)楣獯呋?。通訊?lián)系人：張守臣，副教授。２００６年第１２期蔣勤等：溶膠凝膠法制備鈦酸鍶粉體及其光催化性能的研究６１將凝膠置于馬弗爐，７００℃焙燒４ｈ制得光催化劑ＳｒＴｉＯ３，碾磨后使其成為粉體。催化劑ＸＲＤ分析由日本理學(xué)電機(jī)Ｄ／ｍａｘ２４００－１（ＣｕＫα靶）射電衍射儀在掃描速率６．０００°·ｍｉｎ、掃描步長(zhǎng)０．０２０°測(cè)得，工作電流

8、１００ｍＡ，工作電壓４０ｋＶ。１．２反應(yīng)裝置及ＮＯｘ降解實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖１所示。裝置由一端是磨口玻璃帽、另一端是細(xì)管出口的圓柱型玻璃管作為反應(yīng)器。圖２ＳｒＴｉＯ３催化劑的ＸＲＤ譜圖先將反應(yīng)器抽真空，再用注射器通過(guò)橡皮管注入Ｆｉｇｕｒｅ２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｆｏｒｔｈｅＳｒＴｉＯ３ｃａｔａｌｙｓｔＮＯｘ原料氣。圖１中反應(yīng)箱由六塊平面鏡粘和而成，內(nèi)置紫外燈（２０Ｗ）光源。２．２光源ＮＯｘ氣體是由亞硝酸鈉與濃硫酸按下式制備：圖３是ＳｒＴｉＯ３光催化劑分別在可見光（圖中６ＮａＮＯ２＋３Ｈ