摘要: 纳米TiO2的纳米效应和表面效应，使其具有光催化活性和表面稳定性高的特性，广泛应用在环境保护、废气废水处理等方面。介孔材料具有孔道规则且孔径可调，比表面积大，稳定性好，表面易修饰等优点，可以作为良好的载体材料，或者直接作为光催化剂使用... 展开 纳米TiO2的纳米效应和表面效应，使其具有光催化活性和表面稳定性高的特性，广泛应用在环境保护、废气废水处理等方面。介孔材料具有孔道规则且孔径可调，比表面积大，稳定性好，表面易修饰等优点，可以作为良好的载体材料，或者直接作为光催化剂使用。本课题选择β-FeOOH纳米棒搭接而成的空心微球作为核心，一方面负载纳米TiO2，制备了磁性Fe3O4/介孔S iO2/纳米TiO2(FmST)空心微球复合光催化剂;另一方面负载介孔TiO2，制备了磁性Fe3O4/SiO2/介孔TiO2(FSmT)空心微球复合光催化剂。研究了两种复合光催化剂的微观结构、磁性能和光催化性能。主要研究结果如下: 以SiO2微球为模板，包覆β-FeOOH纳米棒，制得β-FeOOH纳米棒空心微球。在碱性条件下，以NaOH为碱性催化剂，CTAB为模板剂，TEOS为硅源，包覆SiO2介孔层;在酸性条件下，包覆致密层SiO2防止磁性内核腐蚀，再进行介孔SiO2层的包覆，最后通过水解TBOT成功包覆纳米TiO2，制得新型介孔结构的磁性Fe3O4/介孔SiO2/纳米TiO2(FmST)空心微球。不同焙烧温度对TiO2晶型有很大的影响，当焙烧温度为450℃，微球锐钛矿晶型完整。反应溶液中不同α-Fe2O3/介孔SiO2空心微球的加入量影响材料比表面积、磁性能和光催化性能。当α-Fe2O3/介孔SiO2空心微球的加入量为0.15g时，比表面积、最可几孔径和孔容分别为245.81m2/g、6.95nm和0.38cm3/g。经过2h光催化反应，FmST微球对甲基橙的光催化降解效率可达到95.0％。FmST微球具有磁性纳米棒结构，饱和磁化强度为9.4emu·g-1，矫顽力为45.98Oe，具有良好的磁分离和再分散性能。 在自制的β-FeOOH空心微球表面进行了SiO2层和介孔TiO2的包覆，得到了新型介孔结构的Fe3O4/SiO2/介孔TiO2(FSmT)空心微球。探讨了不同去模板剂方法和不同钛源和模板剂比例(R=nTiOSO4∶nCTAB=10∶1，8∶1，6∶1，4∶1)对微球孔结构的影响。选用多步焙烧法和R=8∶1时，微球比表面积、最可几孔径和孔容分别为122.16m2/g、5.47nm和0.27cm3/g。经过1h的光催化反应，FSmT微球对甲基橙的光催化降解效率可达到93.5％。FSmT微球具有磁性纳米棒结构，饱和磁化强度为11.4emu·g-1，具有良好的磁分离和再分散性能。 收起