Влияние смешанных носителей на диатомит, нанесенный на нано-TiO2

Приготовление DE/Nano-TiO₂

Рентгенодифракционный анализ

Обычно считается, что фаза анатаза в нано-TiO₂ Частицы обладают высокой фотокаталитической активностью.²². Энергетическая щель анатазного нано-TiO₂ Частицы (3,2 эВ) были немного больше, чем в рутиле (3,0 эВ). Ю и др.²³ показали, что после прокаливания DE/TiO₂ При 300–800 °С в течение 2 ч с повышением температуры прокаливания характерные острые дифракционные пики диоксида титана₂ Фаза (2θ = 25,2°) постепенно увеличивалась, а кристаллическая форма постепенно сохранялась (рис. 1). При повышении температуры до 700 °С возникало оптимальное состояние фазы кристаллов анатаза. Однако, когда температура превышала 700°C, форма кристалла сильно изменялась. Высокая температура также может разрушить слой нанодиоксида титана, выросший на поверхности ДЭ. Ван и др.²⁴ также показали, что рост зерна значительно ускорялся, когда температура прокаливания превышала 650°С. Таким образом, в этом эксперименте была принята температура обжига 700°С в течение 2 часов. Результаты XRD показаны на рисунке 2. Рисунок 2 показывает, что соответствующие характерные пики появляются в XRD всех образцов, что доказывает, что свежеприготовленный нано-TiO₂ Это смешанная кристаллическая форма типа анатаза и типа рутила. Характерные пики фазы анатаза проявляются при 2θ = 37,18° и 47,16°, а фазы рутила — при 2θ = 27,14°, 36,10° и 54,13°.

Рентгенограммы свежеприготовленного DE/nano-TiO₂ после прокаливания при 700 °С в течение 2 часов (открытый кружок: анатаз; крестик: рутил).

Размер частиц нано-TiO₂ Он был рассчитан с использованием уравнения. (1) Результаты представлены в таблице 2. Размер частиц нано-TiO₂ Во всех образцах она составляла от 20 до 24 нм. При концентрациях титанилсульфата и мочевины 0,01 моль/л и 0,1 моль/л соответственно размер частиц нано-TiO₂ был наименьшим (20,4 нм). Когда концентрация мочевины была фиксированной, размер частиц существенно не менялся при увеличении концентрации титанилсульфата. Однако, когда концентрация титанилсульфата была постоянной с увеличением концентрации мочевины, пиковое значение фазы анатаза и размер частиц соответственно уменьшались и увеличивались. Эти изменения могут быть связаны с использованием мочевины в качестве осадителя, что приводит к агломерации частиц.

СЭМ-наблюдение

СЭМ-изображения ДЭ и ДЭ/нано-TiO₂ 3. На левом СЭМ-изображении видно, что нано-TiO₂ Частицы загружались на поверхность и пустоты ДЭ, доказывая, что нано-TiO2₂ Он был успешно прикреплен. На правом СЭМ-изображении общее повреждение ДЭ при загрузке нано-TiO₂ Можно заметить.

СЭМ-изображение DE/nano-TiO₂.

Влияние смешанных носителей на носитель нано-TiO₂

После подтверждения того, что DE был успешно загружен на nano-TiO₂ частиц, мы исследовали влияние смешанных носителей на загрузку нано-TiO₂. Из приведенных выше экспериментов следует, что концентрация мочевины существенно влияет на размер частиц нано-TiO.₂. В этом эксперименте мы использовали концентрацию титанилсульфата 0,01 моль/л для исследования влияния концентрации мочевины.

Размер частиц нано-TiO₂ Он был рассчитан с использованием результатов рентгенофазового обнаружения нано-TiO.₂ на основе смешанного носителя, как показано в таблице 3. Экспериментальные результаты показывают, что почти все смешанные носители имеют тенденцию к увеличению размера частиц нано-TiO.₂. При использовании в качестве носителя смеси (карбонат кальция + ДЭ) с концентрацией 0,1 моль/л мочевины размер частиц нано-TiO₂ стал самым маленьким (33,3 нм). Напротив, когда в качестве носителя использовали (сепиолит + ДЭ), размер частиц нано-TiO₂ Он был наименьшим при 15,2 нм при концентрации мочевины 0,05 моль/л. Однако при концентрации мочевины 0,2 моль/л размер частиц нано-TiO2₂ Самый большой был на 56,5 нм. Результаты показали, что агломерация сепиолита была более серьезной, чем агломерация карбоната кальция, которую также можно наблюдать в СЭМ.

При наблюдении изображения SEM наблюдается явление агломерации нано-TiO.₂ Поверхность смешанного носителя увеличена (рис. 4). Анализ систем обнаружения взрывчатых веществ (EDS) на рис. 5a и b показывает, что содержание Si и Al в DE/nano-TiO₂ больше мета-ДЭ уменьшилось, в то время как содержание Ti значительно увеличилось. Когда носитель/нано-TiO₂ (рис. 5в,г) содержание Si и Al несколько уменьшилось, а содержание Ti увеличилось. Это различие указывает на то, что нано-TiO на смешанном носителе₂ было возможно. Более того, в случае (CaCO + DE)/nano-TiO₂содержание Ti значительно увеличилось, что указывает на то, что смесь карбоната кальция улучшила рост нано-TiO2.₂ на поверхности ДЭ. Это явление можно объяснить тем, что карбонат кальция поступает в пустоты ДЭ при высокой температуре процесса обжига, что способствует трансформации ДЭ из крупнопористых в среднепористые.¹⁷. Поэтому в дальнейшем это явление будет исследовано.

СЭМ-изображение ДЭ, адсорбированного карбонатом кальция или сепиолитом/нано-TiO₂. (а) карбонат кальция + ДЭ + титанилсульфат 0,01 моль/л + мочевина 0,1 моль/л; (Б) Сепулит + ДЭ + Титанилсульфат 0,01 моль/л + Мочевина 0,1 моль/л.

СЭМ-изображение образца и его картина ЭДС. (а) ДЭ; (Б) ДЭ/нано-TiO₂; (с) (CaCO + DE)/нано-TiO₂; (доктор) (Сепиолит + Диатомит) / Нано-TiO₂.

ДЭ и карбонат кальция широко используются в качестве наполнителей в бумажной промышленности. DE для растительности в этом эксперименте или (карбонат кальция + DE), загруженный нано-TiO₂ Композитный наполнитель можно использовать для изготовления бумаги с фотокаталитическими характеристиками с использованием способа производства бумаги. Экспериментальные результаты обеспечивают теоретическую основу для фотокаталитических материалов на бумажной основе.