改性累托石负载Zn-TiO_2复合催化剂的制备及其光催化性能的研究

以碳酸钠对累托石进行改性,并以改性后的累托石为载体,通过溶胶-凝胶法合成改性累托石负载Zn-TiO_2的复合催化剂。采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)仪、比表面积和孔隙分析仪对催化剂进行表征,研究煅烧温度和Zn掺杂量对催化活性的影响。通过氧化基团捕获实验和复合催化剂重复使用实验,研究了复合催化剂催化氧化酸性大红3R的催化机制和稳定性。结果表明,合成的最优复合催化剂煅烧温度为500℃,Zn掺杂量为0.8%(质量分数),在光照时间为90min时对酸性大红3R的降解率达到100%左右。重复使用3次后,酸性大红3R的降解率下降到78.23%。负载Zn-TiO_2后改性累托石的层状结构变为了片状结构。采用改性累托石作为载体时,其煅烧温度不宜超过700℃。酸性大红3R的降解是以羟基自由基氧化为主,超氧自由基氧化和抑制光生电子-空穴的重新复合为辅的共存氧化机制。