[发明专利]一种氧化铝基片状二氧化钛-核/壳结构复合微球光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

一种氧化铝基片状二氧化钛—核/壳结构复合微球光催化剂及其制备方法，特别是涉及一 种可降解有机污染物的核/壳结构Al₂O₃基/片状TiO₂复合微球光催化剂及其制备方法。

背景技术

以纳米TiO₂为催化剂的光催化技术作为一种新兴的有机污染物处理技术，具有处理速度 快，降解没有选择性，设备简单，操作方便，无二次污染，处理效果好等特点，引起了世界 各国的重视，竞相研制新型高效的TiO₂光催化剂，如德国的P-25、日本的SSP-25等，已成为 众多光催化研究人员使用和对比研究的对象，在防污、抗菌、除臭、空气净化、水处理以及 环境污染治理等方面得到了广泛应用。然而，纳米TiO₂用于有机污水处理目前仍处于实验室 的基础研究，阻碍其实用化应用的原因主要有两点：首先，光催化效率较低。在进行光催化 反应时，氧化还原反应只发生在TiO₂颗粒外表面，因此，TiO₂颗粒的大小、比表面积和分散 性是影响其催化效率的关键因素。研究发现，粒子越小，分散性越高，则反应面积越大，光 吸附效率就越高，电子和空穴的简单复合几率也越低，量子产率则会迅速提高，已有研究结 果显示：高度分散的纳米TiO₂催化剂比大粒径的粉末TiO₂表现出独特的更高活性。但纳米TiO₂粉体吸水性强，特别是回收后二次使用时容易团聚，光激发产生的电子-空穴对在迁移到表面 时很容易复合，在浆料中无法充分分散发挥其催化活性。同时，以内核形式存在的TiO₂实际 上是一种资源的浪费，单位质量的TiO₂利用率低。其次，对于比较广泛使用的悬浮水体系而 言，纳米TiO₂粉体还存在沉降困难、不易回收再利用问题。虽已有各种催化剂固载化的方法， 如将光催化剂负载在玻璃片、玻璃纤维织物或水泥、金属网等载体上，解决了光催化剂的分离 难题，但使用的效率却明显低于浆态体系。因此，设计制备高比表面积、大孔径、对催化剂固 载量多而对其活性影响小的固载载体，使其固定化，以减小催化剂在废水处理中的损失，解 决催化剂的回收及重复利用难题是目前面临的关键问题之一。