1、西安科技大學(xué)博士學(xué)位論文硫、氮耦合摻雜TiO柱撐MMT催化劑制備與應(yīng)用研究姓名：于占江申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：礦業(yè)工程（礦物加工工程）指導(dǎo)教師：周安寧20070420制較為困難。研究表明，冰醋酸對(duì)鈦酸四丁酯的水解有控制作用、其加入量的多少對(duì)Ti02的晶核數(shù)量、晶粒大小及晶體結(jié)構(gòu)有顯著影響，此外，合成溫度的高低也對(duì)Ti02催化劑的催化活性有重要影響。s，N的耦合摻雜作用對(duì)Ti02晶相轉(zhuǎn)變有抑制作用。在上述研究結(jié)果基礎(chǔ)上，以NaMMT為載體

2、，以鈦酸四丁酯為鈦源，通過冰醋酸控制水解，首先用兩步法，即，先采用溶膠凝膠法制備羥基多核鈦陽離子柱化劑，然后用溶液插層法制備出羥基多核鈦陽離子柱撐MMT，后者經(jīng)煅燒處理后制得Ti02柱撐MMT(標(biāo)記為Ti02一P—MMT)，然后以半胱氨酸和甲硫氨酸為摻雜劑，制備出s，N耦合摻雜改性Ti02一P—MMT可見光激發(fā)活性光催化劑。探討了羥基多核鈦陽離子柱化劑的柱撐作用原理，及其制備條件對(duì)Ti02p。MMT的結(jié)構(gòu)和光催化活性的影響。XRD分析表

3、明，控制鈦酸四丁酯的水解速度，可以使羥基多核鈦陽離子進(jìn)入MMT層問，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)MMT柱撐作用。平衡吸附及吸附動(dòng)力學(xué)等研究表明，羥基多核鈦陽離子在MMT層間的柱撐過程為離子交換為主的化學(xué)吸附過程，吸附過程符合二級(jí)吸附速率方程。羥基多核鈦陽離子柱撐MMT經(jīng)400“C煅燒后，羥基多核鈦陽離子分解，在MMT層問形成Ti02柱。為進(jìn)一步優(yōu)化半胱氨酸和甲硫氨酸對(duì)Ti02PMMT摻雜作用，以及Ti02PMMT的吸附特性，研究了Ti02PMMT對(duì)半胱

4、氨酸和甲硫氨酸的吸附特性及吸附動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明Ti02PMMT對(duì)半胱氨酸和甲硫氨酸的吸附符合Langmuir吸附，附合二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)。將吸附有半胱氨酸和甲硫氨酸的Ti02一PMMT于500～700℃進(jìn)行煅燒處理制備出了S，N耦合摻雜Ti02一PMMT催化劑(標(biāo)記為：S，N—TiPMT1T2D)。催化劑結(jié)構(gòu)組成分析表明，半胱氨酸和甲硫氨酸均可以對(duì)Ti02PMMT進(jìn)行s，N耦合摻雜，500和600℃煅燒處理后，Ti02仍以銳鈦礦形式存在，沒

5、觀察到會(huì)紅石相的形成。對(duì)甲硫氨酸和半胱氨酸作為摻雜劑時(shí)，S，N—TiPMT1一T2一D的組成及經(jīng)驗(yàn)式分別為：MMⅫ10018So0180200450012No045So012和MMlLTil001s6S0015602003044)0332No0304800332。UV／vis吸收光譜分析表明，該催化劑光響應(yīng)波長(zhǎng)范圍擴(kuò)大，并且紫外、可見光區(qū)均產(chǎn)生較強(qiáng)吸收，紫外吸收峰紅移約30nnl。亞甲基藍(lán)(MB)可見光降解試驗(yàn)進(jìn)一步證明，該類光催化劑具

6、有良好的可見光催化氧化活性，依據(jù)摻雜劑不同，MB降解率可達(dá)到7080％。為進(jìn)一步簡(jiǎn)化催化劑制備工藝和方法，以半胱氨酸為摻雜劑，探討了在Ti02柱撐與摻雜一步完成法制備s，N—TiPM—T1T2D的工藝條件。以鈦酸四丁酯為鈦源，通過冰醋酸控制水解，先采用溶膠凝膠法制備羥基多核鈦陽離子柱化劑，然后與半胱氨酸同時(shí)加入到2％NaMMT溶液中，制備含半胱氨酸的多核鈦陽離子柱撐MMT，經(jīng)500750℃煅燒處理制得S，NTiPMT1T2D。為了探討半