纳米SnO2／TiO2的制备及光催化臭氧化活性

第22卷第6期2008年12月分子催化JOURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CHINA)Vo1．22．No．6Dec．2008文章编号：1001-3555(2008)06-0549496纳米SnO2／TiO2的制备及光催化臭氧化活性曾玉凤，刘自力，h，秦祖赠1．广西大学化学化工学院，广西南宁530004；2．广州大学化学化工学院，广东广州5100063．玉林师范学院，广西玉林537000)摘要：用沉积一沉淀法制备了一系列不同Sn／Ti比例的纳米催化剂SnO／TiO，以糖蜜酒精废水的脱色降解为探针反应，研究了在紫外光条件下Sn／Ti比和焙烧温度对其臭氧化活性的影响．结果表明，在sn掺杂量为5％(mo1)时，焙烧温度773K时，SnO／TiO催化活性最好．XRD、TPR显示，部分sn可能掺入到TiO：的晶格之中，形成了Sn—O—Ti键．紫外漫反射光谱显示，复合SnO／TiO：对光的吸收明显增加，催化活性的提高应归因于SnO／TiO表面的臭氧吸附．SnO／TiO光催化臭氧化降解糖蜜酒精废水的活性与臭氧在催化剂表面的吸附分解有很大的关系，光的作用只是强化催化臭氧化的氧化效果．关键词：二氧化锡；二氧化钛；糖蜜酒精废水；光催化；臭氧化中图分类号：TQ032．41，0643．3文献标识码：ATiO无毒，成本低廉，有较高的光化学稳定性，较强的氧化还原性，是目前研究最广泛的光催化剂之一，但是TiO，禁带宽度较宽，且光生电子和空穴容易复合，光催化性能不高．为提高TiO，的光催化活性，复合半导体光催化剂是提高半导体光催化剂的有效途径¨。J．臭氧化技术已广泛用于水处理，但是臭氧利用效率不高，且矿化不彻底．将光催化与臭氧相结合，比单独臭氧氧化效率更高，而且能氧化臭氧化难以降解的有机污染物．在前期使用SnO：为催化臭氧化催化剂’及BiWO为光催化剂的基础上，本文采用沉积一沉淀法制备了一系列不同比例的SnO／TiO纳米催化剂，以极难降解的糖蜜酒精废水为模型，采用紫外光对催化臭氧氧化过程进行强化，考察sn的比例及焙烧温度等对其光催化臭氧化活性的影响．1实验部分1．1催化剂的制备将SnC1·5HO(广东西陇化工有限公司)配制成0．01mol·L的溶液，按不同摩尔比(以其中的sn与rri元素为基准)加入一定量的TiO(天津市化学试剂公司)，在200r·min下搅拌10min后，边搅拌边缓慢加入5mol·L。的氨水，调节pH值为8，得白色胶状沉淀物，将此沉淀物在353K下老化3h，减压过滤，并用蒸馏水洗涤三次至无Cl一存在(用0．05mol·L的AgNO溶液进行检验)．洗涤后的沉淀物在383K干燥10h后，在773K焙烧120min，即得SnO，／TiO催化剂．1．2催化剂的表征采用北京普析MASALXD．3型x射线衍射仪测定样品的物相，紫外漫反射光谱扫描(DRS)用配有积分球的TU一1901型双光束紫外．可见分光光度计．H·rrPR实验在TP一5000型多功能吸附仪(天津先权仪器公司生产)上进行，采用H2一N(5％H)混合气对催化剂进行程序升温还原．1．3SnO2／TiO：光催化臭氧化活性评价糖蜜酒精废水，取自南宁市蒲庙糖厂，未经任何处理．在SGY一1型多功能光化学反应仪(南京斯东柯电气设备有限公司)中进行光催化臭氧化糖蜜酒精废水降解反应．反应条件：光源为300W高压汞灯，稀释20倍的糖蜜酒精废水200mL，空气通入臭氧发生器(山东绿邦光电设备有限公司NPF30W)制备O，后通入光化学反应仪，通人流速为30L·h～，催化剂用量为0．25g·L。。，转子的搅拌速度为300r·min～，反应60min后取样，离心分离催化剂，检测废水在475nm处的紫外吸光度收稿日期：2008434-15：修回日期：2008497-09．基金项目：国家自然科学基金资助课题(20466001)，广西大学重点科技项目(2004ZD01)及广州市教育局科研项目(62040)作者简介：曾玉风(1968一)，女，高级工程师，博士研究生，E-mail：ylzyf@tom．corn．通讯联系人，E—mail：gzdxlzl@163．corn550第22卷变化m’“，计算脱色率．2结果与讨论2．1不同SnO：含量对SnO：／TiO：活性的影晌制备一系列含不同SnO的SnO／TiO：光催化臭氧化催化剂，并用其进行光催化臭氧化反应，结果如表1所示．由表1可知，随着SnO比例的增加，糖蜜酒精废水的脱色率逐渐增加，当Sn含量为5％时，脱色率达到最大值91．29％，超过5％后，随着SnO，比例的增加，糖蜜酒精废水的脱色率略有降低．不同SnO含量对SnO／TiO：光催化臭氧化的活表1不同SnO2含量对SnO：／TiO的活性影响TablelEffectsofSnO2contentoilactiv