非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

不同产地矿物对有机-钛柱撑蒙脱石复合材料光催化活性的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用醋酸为酸催化剂制备TiO2溶胶,将制备的溶胶分别加入经表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的河北、临安、安吉、内蒙古膨润土中,制备有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD、SEM、BET表征。结果表明,TiO2插入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,制备的复合光催化剂仍有较好的层状结构,其比表面积均比相对应的不同产地的膨润土的比表面积大。以甲基橙为目标污染物,考察了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现所制备的复合光催化剂具有较好的光催化活性,而且用不同的膨润土合成的催化剂的光催化活性差别很大。膨润土的化学组成和层状结构上的差异是复合催化剂吸附性能和光催化活性差别的主要原因。其中有机-钛柱撑临安膨润土复合光催化剂的光催化活性最好。     

掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料的吸附和光催化性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基二甲基溴化铵对临安膨润上进行改性修饰，以钛酸丁酯和K2P1Cl6为前驱体，利用掺有小同量铂的TiO2溶胶对改性膨润土进行反应，制得一系列掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料。测定了复合材料的BET比表面积，利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量分散光谱（EDS）等手段对其微观结构进行了表征。以甲基橙染料为目标污染物，考察了复合材料的吸附能力和光催化活性。实验结果表明，掺铂的有机-钛柱撑膨润土复合材料比未掺铂的复合材料具有较好的层状结构，且对甲基橙的吸附能力较佳。由于铂能够充当捕获载流子的陷阱，能够有效抑制TiO2光生电子-空穴的复合，所以掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料具有更好的光催化性能，其中掺铂量为0．2％的复合材料的光催化活性最佳，对甲基橙的降解效果最好。     

钛柱撑蒙脱石的制备与光催化性能研究

钛柱撑蒙脱石,通过将聚合羟基钛离子引入蒙脱石层间,焙烧后形成纳米TiO2氧化物柱,从而在蒙脱石层间荷载纳米TiO2,利用蒙脱石大比表面积等特点,能提高复合催化剂对有机污染物的吸附能力,从而有效提高TiO2的光催化活性。     

TDTMA+-柱撑蒙脱石吸附硝基苯的实验研究

以阳离子表面活性剂(十四烷基三甲基溴化铵,TDTMBA)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.2 CEC～2.5 CEC)制备了一系列柱撑蒙脱石,并通过XRD对有机蒙脱石进行表征,研究季铵盐离子在层间的排列结构.同时针对TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附进行研究.实验结果表明,吸附去除率受硝基苯的初始浓度、反应时间等因素的影响,而与pH值没有太大的关系.经过柱撑改性后,粘土对硝基苯的吸附能力较原土有了明显的提高.随着层间柱撑浓度的增大,柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附量也增大.另外钙基蒙脱石和平卧双层,倾斜单层以及倾斜双层的结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符Freundlich和Langmuir等温方程,假三层结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符合Linear等温方程,这表明前者是以表面吸附为主,后者是以分配作用为主.     

铝柱撑膨润土吸附处理水中磷酸根和结晶紫

采用不同添加量(1~4 mmol/g)的聚合羟基铝离子(Al13)柱撑改性膨润土,制得系列铝柱撑膨润土(Al13-Bent)。采用X射线衍射、热分析、N2吸脱附比表面积分析等表征分析了其结构特点,比较了不同添加量Al13-Bent对水中磷酸根与结晶紫的吸附性能。结果显示,随着Al添加量增大,Al13-Bent的比表面积增大,柱撑产物的底面间距在添加量为2 mmol/g后达到最大,稳定于1.9 nm左右。Al13-Bent对水中磷酸根的吸附效果好于原始膨润土,且随着Al含量增加而提高。Al13-Bent在低Al添加量下对水中结晶紫虽有较好的吸附能力,但其吸附性能相比于膨润土原土却有所下降。就其吸附机理来看,层间域内Al13离子表面羟基与层间阴离子促进了对阴离子含氧酸根的吸附;由于Al13柱撑后,层间可交换阳离子减少,导致对阳离子型染料的吸附性能下降。     

无机—有机柱撑蒙脱石对苯酚的吸附

分别用无机－有机改性柱撑蒙脱石对苯酚进行吸附试验,研究它们吸附苯酚的适宜条件圾吸附等温线（２５℃）,结果表明,用表面活性剂改性的柱撑蒙脱石,能大幅度提高对苯酚的吸附能力,柱撑蒙脱石对苯酚的吸附能力主要取决于改性粘土吸附剂的微孔结构和表面组分,而不仅仅依赖于表面积,经５００℃高温灼烧后柱撑蒙脱石柱结构及层间距（１．８３ｎｍ）稳定,因而柱撑蒙脱石可再生循环使用,是一种潜在的吸附环境污染物的物质。     

柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征

以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例，讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点，Al多核笼状阳离子基团的结构形式为1：12Keggin型离子，Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为2：19Dawson型离子，两类笼状阳离子的直径均在1nm左右，前者的高度约为0．9nm，后者的高度约为1．4nm，经与粘土矿物层间阳离子交换后，择位固定在粘土矿物层间，由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体之间形成了较强的化学键，其具有不可交换性，铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为1．2nm*1.2nm*1.2nm，和0.52nm*0.52nm*1.60nm。柱粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性，且又有一定的层间化学活性，可用于催化剂载体，由于它又具有选择性吸附能力，有望制造成新一代环保材料。     

柱撑粘土复合材料的研究进展及其在环境污染物治理方面的应用

以具有片状或层状结构以及较为规整的大孔结构的粘土材料为母体,在其层间引入不同阳离子化合物为柱化剂而合成出性能各异的新型柱撑粘土 (pillared clay)复合材料及其应用是目前环境地球化学研究中备受瞩目的研究前沿之一.对柱撑粘土复合材料的制备进展及其在环境污染治理中的应用进展进行了系统的综述,详细探讨了各种合成影响因素如有机阳离子、无机阳离子以及两者联用柱化剂的选择、复合材料热处理过程、表面酸化预处理等手段对合成柱撑粘土复合材料的制备及性能的影响,同时还对柱撑粘土复合材料在水体和大气环境中毒害有机污染物治理方面的应用进行了比较详细的综述.     

不同层间堆垛密度的HDTMA^＋柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附实验研究

本文以阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,HDTMAB)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.5～2.5CEC)制备了层间季铵盐离子呈单层平卧、双层平卧和倾斜双层排列的HDTMA 柱撑蒙脱石,并研究了具有不同层间结构的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力以及溶液pH值、温度、对硝基苯酚初始浓度等因素对HDTMA 柱撑蒙脱石吸附性能的影响。实验结果表明,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液pH值的升高而升高,这主要受对硝基苯酚在不同pH条件下的离子化程度影响;HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液温度的升高而降低,说明吸附反应是一个放热过程。同时,从单层平卧→双层平卧→倾斜双层,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力明显提高。钠基蒙脱石和低堆垛密度(单层平卧、双层平卧)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈S型,而高堆垛密度(倾斜双层)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈Linear型,表明前者以表面吸附为主,后者以分配作用为主。     

天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备与性能研究

以钛酸丁酯为钛源，天然沸石为载体，用溶胶．凝胶法制备了天然沸石负载TiO2光催化剂，用紫外可见吸收光谱、比表面积、红外光谱和X射线衍射等分析技术对沸石负载TiO2光催化剂进行了表征，以甲基橙为目标降解染料，考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性，结果表明，用天然沸石为载体所制得的TiO2光催化剂对于甲基橙具有较好的光催化降解效果。     

微波处理TiO2柱撑蒙脱石的光催化性能

采用微波处理方法合成了TiO2结晶体柱撑蒙脱石光催化材料,采用XRD、BET吸附和降解甲基橙实验分析了柱撑蒙脱石的结构、锐钛矿金红石晶相比例、比表面积和光催化性能。结果证实,微波功率与辐照时间等条件将影响材料的结构与性能;与传统加热方式比较,微波处理可获得锐钛矿相含量高的混晶TiO2;该TiO2柱撑蒙脱石具备优异的光催化性能。     

TiO_2-I~-/γFe_2O_3磁性复合催化剂的制备及性能

以四氧化三铁、钛酸四丁酯和氢碘酸等为原料,采用溶胶-凝胶法制备了一种新型磁性复合催化剂TiO_2-I~-/γFe_2O_3.通过X射线衍射分析、热重差热分析、透射电镜以及红外光谱进行分析,研究了热处理时间、温度以及碘掺杂量对光催化剂性能的影响.结果表踢:最佳碘掺杂量为0.5%,烧结温度为400℃,最佳烧结时间为0.5 h,材料对甲基橙的降解率达99%,3次循环使用后甲基橙的降解率仍保持在80%.     

Synthesis and Photocatalytic Activity of Ti-pillared Bentonite

Ti-pillared bentonite has been successfully prepared using a modified method that can induce the transformation of TiO2 pillar from amorphous to anatase phase at a low temperature （150℃）. The value of d0.01 =1.94 nm obtained by Ti-pillared bentonite is larger than that of corresponding raw clay （1.56 nm）. Due to large numbers of Ti-pillars formed, the Ti-pillared bentonite shows an excellent ability in adsorbing Rhodamine B （RB）. The photocatalytic activity and kinetic equation are investigated by decomposing RB solution under the UV irradiation. It is found that the Ti- pillared bentonite shows super photocatalytic activity for the degradation of RB solution compared with the untreated bentonite and pure TiO2, and the kinetic equation of the degradation of RB solution is a 1.5-oder equation.     

柱撑蛭石吸附去除废水中重金属离子的实验研究

分别利用有机柱化剂十二烷基磺酸钠(SDS)和无机柱化剂聚羟基铝(HA)对蛭石进行柱撑制得十二烷基磺酸钠柱撑蛭石(SDS-V erm icu lite)和聚羟基铝柱撑蛭石(HA-V erm icu lite),并通过XRD、红外光谱、ZETA电位等表征手段对柱撑蛭石进行表征,同时针对柱撑蛭石对Cu2 ,Cd2 ,C r3 3种重金属离子的吸附进行研究,结果表明:吸附去除率受反应时间、重金属离子的初始浓度、pH值等因素的影响,经柱撑后的蛭石对重金属离子吸附的吸附性能比蛭石原矿要强。柱撑蛭石吸附3种重金属离子的动力学吸附过程可用E lov icb方程和双常数方程进行较好的拟合。     

Determination of point of zero charge of PILCS with single and mixed oxide pillars prepared from Tunisian-smectite

Different pillared interlayer clays (PILCs) with single oxide pillars of Cr and Al and mixed oxide pillars of these metals have been prepared from a Tunisian purified smectite (Hp): Several Al/metal, OH/metal and metal/clay ratios were used in order to investigate the effect on the chemical and physical properties, specifically the point of zero charge of the synthesized pillared clays. These chromium pillared clays compounds at n meq (Nitrate) and at n meq (Chlorite) are noted pillared clay and pillared clays \(Hp(20,40,60)_{NO_3 } \) and Hp(20,40,60)_Cl. The structure of the pillared materials are studied by XRD and cationic exchange capacity, the textural property are investigated by the specific surface area S_BET. The acid-base chemistry “surface acidity” of these products was analysed by using acid-base potentiometric in order to determine the PZC of each sample. The resulting materials exhibited basal spacings in the range of 13.96–21.13 Å, with high surface areas (10.58–198 m² g^?1). Pillared clays prepared from Tunisian purified smectite showed an increase of basal spacings and surface areas. A relatively strong interaction between metal and aluminium in the pillars was observed. The samples are studied by acid-base potentiometric. This experimental method is used to determine the point of zero charge (PZC). The PZC values of the edge sites are 8.2 for Tunisian purified smectite and 6.8; 5.9; 5.19; 6.84; 5.86; 5.73; 6.78; 7.56 for the differents samples respectively: \(Hp(20,40,60meq)_{NO_3 } \) Hp(20,40,60meq)_Cl; Hp-Cr/Al; Hp-Al.