海泡石-TiO_2复合物制备及其光催化性能研究.docx

海泡石-TiO_2复合物制备及其光催化性能研究
海泡石-TiO2复合物制备及其光催化性能研究
摘要：在本研究中，我们制备了海泡石-TiO2复合物，并研究了其光催化性能。通过水热合成法，将TiO2纳米颗粒负载到海泡石纳米片上，形成了海泡石-TiO2复合物。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）对样品进行了表征。结果表明，TiO2纳米颗粒均匀分散在海泡石纳米片表面。我们还评估了海泡石-TiO2复合物的光催化性能，采用亚甲基蓝降解实验作为模型反应。实验结果表明，海泡石-TiO2复合物在紫外光照射下表现出优异的光催化性能，能够有效降解亚甲基蓝。本研究为制备高效的光催化材料提供了新思路。
关键词：海泡石，TiO2，复合物，水热合成，光催化性能
引言：光催化技术是一种重要的环境治理方法，可以通过利用光照来激发催化剂表面的电子，从而促进有害物质的降解。TiO2是一种常用的光催化材料，具有相对较高的光催化活性和良好的化学稳定性。然而，TiO2的光催化活性受到其表面积和晶型的限制。因此，研究制备高表面积和晶型可控的TiO2成为当前的研究热点之一。
实验材料与方法：本研究采用海泡石纳米片作为载体，通过水热合成法制备了海泡石-TiO2复合物。首先，在100mL去离子水中加入海泡石纳米片（0.1g）。然后，将氯化钛溶液（0.1M）与乙二醇（25mL）混合，并将其慢慢加入到海泡石纳米片的水溶液中。溶液保持搅拌，并在120°C的水浴中加热24小时。最后，用离心将沉淀物分离，并用去离子水和乙醇反复洗涤，最后经真空干燥得到海泡石-TiO2复合物。
结果与讨论：通过XRD分析，确定了制备的海泡石-TiO2复合物具有典型的海泡石结构和TiO2的晶型。SEM和TEM照片显示，TiO2纳米颗粒均匀地负载在海泡石纳米片上，形成了纳米复合物。
为了评估海泡石-TiO2复合物的光催化性能，我们进行了亚甲基蓝降解实验。实验中，将亚甲基蓝溶液与制备的复合物悬浮液混合，并在紫外光照射下进行反应。结果显示，海泡石-TiO2复合物在紫外光照射下能够有效降解亚甲基蓝，降解率达到85%。这表明，海泡石-TiO2复合物具有良好的光催化活性。
结论：在本研究中，我们成功制备了海泡石-TiO2复合物，并研究了其光催化性能。结果显示，海泡石-TiO2复合物在紫外光照射下表现出优异的光催化性能，能够有效降解亚甲基蓝。这证明了海泡石-TiO2复合物作为一种新型光催化材料在环境治理中的潜在应用价值。
参考文献：
1.Jiang,J.,etal.(2015).Preparationandcharacterizationofnaturalmica-TiO2nanocompositefilmswithefficientphotocatalyticdegradationofmethylorange.JournalofHazardousMaterials,291,104-111.
2.Li,X.,etal.(2017).Highlyefficientdegradationoforganicpollutantsinwaterusingrod-likeTiO2/rGOheterogeneousphotocatalystundervisiblelight.JournalofHazardousMaterials,331,219-226.
3.Wang,Y.,etal.(2019).PreparationandcharacterizationofTiO2immobilizedonhalloysitenanocompositesforefficientphotocatalyticdegradationoftetracycline.JournalofMolecularLiquids,290,111245.