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KIT-6分子筛负载TiO2光催化剂的制备及其催化性能的研究
作 者: 朱海斌
导 师: 张智敏
学 校: 山西大学
专 业: 物理化学
关键词: TiO2 KIT-6 TiO2/KIT-6 Fe-TiO2/KIT-6 光催化 罗丹明B 苯甲醇 苯甲醛
分类号: O643.36
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
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本论文研究了TiO2/KIT-6, Fe掺杂的TiO2/KIT-6复合催化剂的制备和表征,并以TiO2/KIT-6为催化剂,光催化氧化苯甲醇合成苯甲醛。TiO2负载于有序介孔材料KIT-6上,提高了TiO2的表面积,增大了反应物与催化剂的接触面积,从而达到快速降解的目的。Fe-TiO2/KIT-6掺杂金属元素,即利用掺杂提供了载流子,阻止了电子和空穴的复合提高了光催化性能,又结合有序介孔材料,提高反应物的接触面积,从两方面提高催化活性。研究了TiO2/KIT-6光催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,此路线为生产苯甲醇的新工艺,无污染且节省能源,并对影响光催化氧化苯甲醇的实验条件进行了探究。首先,通过溶胶-凝胶法制备出不同焙烧温度,不同含量的TiO2/KIT-6催化剂,并用XRD, N2物理吸附,TEM, FT-IR进行表征。结果表明：复合催化剂中TiO2的晶型为锐钛矿相,复合催化剂的比表面积和孔体积随其中TiO2负载量的增加而减小TiO2的平均粒径随其负载量的增加而增大。以罗丹明B为降解物进行降解实验。结果表明：罗丹明B的光催化降解反应遵循一级反应动力学,550℃煅烧条件下制备的30%TiO2/KIT-6的催化活性最高。0.01g的催化剂对70mL的浓度为20mg/L的罗丹明B在25min的降解率达到94.5%。其次,采用沉积沉淀法,制备了不同含量的Fe掺杂的TiO2/KIT-6复合催化剂,通过XRD,N2物理吸附等手段进行表征,以罗丹明B为降解物进行降解实验。结果表明：随Fe掺量的增加其对罗丹明B的光催化活性是先增大后减小的。含量1.0%(相对TiO2/ KIT-6)的Fe-TiO2/KIT-6的光催化效果最好。0.01g的催化剂对90mL的浓度为20mg/L的罗丹明B在25min的降解率达到97.6%。最后,用不同含量的TiO2/KIT-6为催化剂,光催化氧化苯甲醇。考察了氧气流速、不同溶剂、不同光照时间、不同负载量的催化剂对苯甲醛产量的影响,实验结果表明：用纯的TiO2和40%TiO2/KIT-6,在氧气流速为25mL/min,反应时长为7h,在乙腈溶液中的转化率分别为23.1%,43.9%,苯甲醛的选择性分别为42.8%,98.2%。TiO2负载KIT-6后反应物的选择性和转化率有很大程度的提高。
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全文目录
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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