纳米Fe2O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂的制备与性能

"Fe2 O3/TiO2/蒙脱土光催化剂的制备及光催化性能研究 (2009年)" 这篇论文探讨的是如何通过溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法（SCFD）来制备纳米级别的Fe2 O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂，并研究了这种催化剂的光催化性能。在环境污染治理中，光催化技术具有重要的应用价值，特别是对于有机废水的处理。TiO2因其高效的光催化活性而被广泛研究，而Fe2 O3则以其对太阳光谱的良好匹配性（带隙能Eg=2.2eV，对应563nm吸收峰）增加了对太阳能的利用率。 在实验过程中，研究者以TiCl4为起始原料，通过溶胶凝胶法形成前驱体，然后在超临界流体条件下进行干燥，以制备出粒径小、分散性好的催化剂。这种方法相较于传统干燥法，能够得到更均匀的纳米粒子，从而提高光催化活性。亚甲基蓝作为反应模型，用于测试催化剂的催化活性，经过3小时的光照，亚甲基蓝的降解率达到了99.3%，显示出极高的催化效率。 通过XRD（X射线衍射）、TEM（透射电子显微镜）、UV（紫外光谱）和ICP（电感耦合等离子体质谱）等分析手段，研究者确认了TiO2为锐钛矿型结构，粒径范围在15至21纳米之间。这样的粒径大小和结构对于光催化反应来说是理想的，因为它们能够提供更大的比表面积，有利于光吸收和光诱导的电子-空穴对的生成。 此外，通过比较不同制备方法制得的复合催化剂，超临界干燥法制备的光催化剂表现出更优越的性能，包括更小的粒径、更好的分散性和更高的光催化活性。这表明，采用超临界流体干燥法是一种有效且优化的制备策略，可以提升催化剂的光催化效率，有助于解决实际环境中的有机污染物问题。 关键词：光催化、超临界流体干燥、亚甲基蓝、TiO2、Fe2 O3 这篇研究对于理解如何通过技术创新提高光催化材料的性能，以及在实际应用中如何选择合适的制备方法以提升环境污染物处理效果具有重要意义。同时，它也为未来开发更高效、更环保的光催化剂提供了理论基础和技术参考。