位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
磷钨酸钾模板法制备高活性二氧化钛空心微球
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O[理学]
  • 作者机构:[1]中南民族大学催化材料科学国家民委一教育部共建重点实验室,湖北武汉430074, [2]广西科技师范学院化学与生命科学系,广西柳州545004
  • 相关基金:教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-12-0668);国家自然科学基金(21373275,20977114).
中文摘要:

TiO2空心微球因具有低密度、高活性、易分离而有利于多次重复使用的优点而广受关注.本文介绍一种无氟制备TiO2空心微球的简单方法——磷钨酸钾(K3PW12O40)模板法.首先,将H3PW12O40和KCl溶液混匀,得到白色牛奶状的K3PW12O40模板(式(1)),然后在磁力搅拌下加入一定量的Ti(SO4)2粉末,加热至大约125 oC开始回流.回流8 h后,过滤洗涤.滤饼分散在强NaO H溶液中,原位除去K3PW12O40模板(式(2)).最后,将催化剂洗涤到滤液为中性,干燥后即得到TiO2空心微球.3KCl+H3PW12O40=K3PW12O40↓+3HCl(1)K3PW12O40+24Na OH=12Na2WO4+K3PO4+12 H2O(2)Ti(SO4)2+2H2O=Ti O2+2H2SO4(3)我们将所制备的Ti O2空心微球,采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、固体粉末漫反射和X射线光电子能谱等进行了表征.采用紫外光催化降解阴离子染料(活性嫣红X3B)来评价催化剂的性能.实验结果显示:(1)所制Ti O2空心微球直径在0.5–1.0μm;(2)磷钨酸钾模板剂充当晶核,有利于空心微球的晶化;(3)加入的高浓度硫酸钛,水解产生大量的硫酸,抑制硫酸钛水解,不利于Ti O2空心微球的晶化(式(3));(4)催化剂的活性随着硫酸钛量的增加而先增后降.4 mmol硫酸钛用量的Ti O2空心微球具有最高的光催化活性,是Ti O2颗粒样品(无磷钨酸钾模板法制备)的2.1倍.用该方法制备的Ti O2空心微球活性高可归因于以下主要原因:(1)Ti O2空心微球独特的孔结构;(2)良好的晶化程度(TiO2样品晶化度越高,越有利于光生载流子的分离,抑制复合);(3)样品残余磷钨酸钾模板和Ti O2之间存在光生电子转移,有利于空心微球Ti O2活性的提高.该法具有操作简单、重复性好、易于批量制备的等优点,有望广泛应用于(光)催化、电化学、分离与纯化以及药物缓释等领域.

英文摘要:

Fabrication of TiO 2 hollow microspheres(TiO 2-HMSs) has attracted considerable attention owing to their low density,high photoreactivity,and easy to separate and reuse. A fluoride-free method for the fabrication of TiO 2-HMSs is reported by refluxing a mixed solution of H3PW12O40(0.4 mmol),KCl(2.5 mmol) and Ti(SO4)2(2–25 mmol) at 125 °C for 8 h,followed by decomposition of the K3PW12O40(KPW) template in basic solution. The prepared TiO 2-HMSs are characterized by X-ray diffraction,transmission electron microscopy,scanning electron microscopy,Fourier transform infrared spectroscopy,ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The activities of the photocatalysts are evaluated by photocatalytic degradation of Brilliant Red X-3B,an anionic dye,under UV irradiation. It is observed that the TiO 2-HMSs exhibit diameters of approximately 0.5–1 μm,and the photocatalytic activity of TiO 2-HMSs initially increases and then decreases with an increasing amount of Ti(SO4)2. The TiO 2-HMSs prepared in the presence of 4 mmol Ti(SO4)2 exhibit the highest photocatalytic activity,which is 2.1 times higher than TiO 2 nanoparticles(prepared in the absence of the KPW template). The enhanced photocatalytic activity of the prepared TiO 2-HMSs is ascribed to the improved crystallization,coupling effect between TiO 2and the residual KPW template,and the unique hollow structures of TiO 2-HMSs.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199