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催化劑載體的種類,催化劑載體可以分為多幾類?

作者:admin 發布日期: 2020-09-01 二維碼分享

目前催化劑載體的種類    

目前,國內外研究較多的催化劑載體有:SiO2,Al2O3、玻璃纖維網(布)、空心陶瓷球、海砂、層狀石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管(片)、普通(導電)玻璃片、有機玻璃、光導纖維、天然粘土、泡沫塑料、樹脂、木屑、膨脹珍珠巖、活性炭等。

天然礦物類    

天然礦物類物質本身具有一定的吸附性和催化活性,且耐高溫,耐酸堿,常被用作催化劑的載體。目前已被用作TiO2載體的有硅藻土、高嶺土、天然浮石和膨脹珍珠巖等。劉勛等研究了幾種不同天然礦物(硅藻土、蛭石、高嶺土、膨潤土、硅灰石和海泡石)與納米TiO2的復合。結果表明,在6種天然礦物所制得的復合材料中,以海泡石光催化降解效率.高,作用6h后,對甲基橙光降解率達到98%。其次是硅藻土和硅灰石,分別達到87%和85% 。且光催化降解效率與天然礦物吸附能力呈一一對應關系。陳愛平等以輕質絕熱保溫建筑材料膨脹珍珠巖作載體,制得了能長時間漂浮于水面的納米TiO2負載型光催化劑,用于水面浮油的太陽光光催化降解。周波等采用天然浮石為載體負載TiO2作光催化劑,利用高壓汞燈為光源對有機磷農藥的光催化降解進行了研究。結果表明,濃度為1.2×10-4 mol·L-1的農藥光照2h左右可完全被光催化氧化為PO4。


催化劑窯爐


吸附劑類  

這類載體為多孔性物質,比表面積較大,是使用.為廣泛的一類載體。用作負載TiO2的吸附劑類載體主要有活性炭、硅膠、多孔分子篩等。吸附劑類載體可以獲得較大的負載量,可以將有機物吸附到TiO2粒子周圍,增加界面濃度,從而加快反應速度。崔鵬等將活性炭負載到TiO2膜作為光催 化劑對甲基橙水溶液進行了光催化降解試驗。結果表明,與商品化的TiO2微粉光催化劑的降解性能相比,其降解速率較高,由于TiO2/C光催化劑中活性炭良好的吸附性能,使得光催化反應體系內產生了吸附-反應-分離的一體化行為,提高了光催化速率。國外的V.M.GuNk等研究表明,在不同負載量下,TiO2在硅膠表面均沒有形成連續涂層;TiO2和SiO2之間的作用力包括氫鍵、靜電力和少量的Si-O-Ti鍵,SiO2抑制了TiO2從銳鈦型向金紅石型的相變。國內的鄭光濤等采用溶膠-凝膠法將改性后的高效TiO2光催化劑負載于球形硅膠上,得到了具有混晶結構、大比表面積、高活性的納米TiO2光催化劑。負載后的催化劑在紫外區具有強的吸收,比表面積達到379.8m·g-1。鄭珊等合成了TiO2呈單層分散或雙層分散狀2態的多孔分子篩MCM-41。結果表明,負載后,MCM-41孔道表面的SiO2以化學鍵相連生成Si-O-Ti鍵。


玻璃類  

玻璃價廉易得,具有良好的透光性,便于設計成各種形狀,引起了研究者的重視。用于TiO2光催化劑的載體有玻璃片、玻璃纖維網(布)、空 心玻璃珠、玻璃螺旋管、玻璃筒、石英玻璃管(片)、普通(導電)玻璃片、有機玻璃等。張新英等以空心玻璃微球為載體,用溶膠-凝膠法制備負載型復合光催化劑,所得催化劑可以漂浮在水面上,便于回收和重新利用。  陶瓷類    陶瓷也是一種多孔性物質,對TiO2顆粒具有良好的附著性,耐酸堿性和耐高溫性較好,也可用作催化劑載體。若在日常使用的陶瓷上負載TiO2,可以制成具有良好自潔功能的陶瓷,起到凈化環境的作用。賀飛等采用溶膠-凝膠法,在自制的陶瓷釉體表面制得粒徑大小為40~100nm的TiO2晶粒。它緊密結合,形成透明均一無“彩虹效應”的TiO2光催化薄膜型自潔功能陶瓷,具有超級親水性和去污功能。

有機類  

由于TiO2在陽光下能光催化氧化降解有機物,所以一般不用有機材料做載體。而某些高分子聚合物,如飽和的碳鏈聚合物或氟聚合物,有較強的抗氧化能力,所以也可以用于負載型TiO2的研究。但由于·OH-,·O2-的強氧化性,這些高分子聚合物載體只能在短期內使用。目前,用于負載TiO2的高分子聚合物載體有:聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、ABS,NAfiON薄膜等。劉平等研究認為,TiO2粒子的形成與長大均限制在NAfiON的微小 孔籠中,粒子形成過程所需的物質傳遞也僅能通過小通道進行;在該實驗的合成條件下,TiO2晶體大小僅取決于NAfiON孔籠直徑。    

此外,在載體選擇時,必須對效率、催化活性、催化劑負載的牢固性、使用壽命、價格等作綜合考慮。

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