文献综述

Ce掺杂TiO₂介孔材料的制备及其光催化性能的考察

1.1课题背景及意义

硅基和非硅基介孔材料因具有较大比表而、规则有序孔道结构以及广泛的应用前景一直深受科研者的青睐并取得了很大的进展。其中，一些介孔金属氧化物功能材料如介孔氧化钛因具有合适的孔隙率、尺寸和较大的比表而积而广泛应用于膜工业、催化反应、太阳能转化以及化学生物传感器等领域。

目前，Ti0₂介孔材料的合成颇受关注，如溶胶一凝胶法、模板法、水热法、溶剂热法、超声诱导法、离子液体法、热分解法以及超临界组装法等均用于合成介孔Ti0₂，其中水热和溶剂热法虽然能够获得较好的介孔材料，但难以实现大规模的工业化生产，而超声、超临界以及热解法等的制备成木过高、工艺较复杂，并且后续高温处理时容易出现介孔塌陷，致使其光催化应用受到了一定的局限。溶胶一凝胶法是较为简单而实用的一种方法，然而，该方法制备的纳米颗粒极易团聚，并在沉积和后热处理过程中导致介孔材料结构的不规整性。为控制孔径、孔容和介孔结构的规整性，一些结构导向剂如CTAB, PEG, P123和F127等有机物常用于导向形成长程有序的三维纳米结构，进而获得孔径小于10 nm的Ti0₂介孔材料。由于TiO₂是一种宽禁带((3.4 eV)半导体，只能被波长较短的紫外光激发，其光量子效率较低，为提高光利用率和催化效率，许多过渡金属离子和非金属掺杂、金属氧化物的包覆、贵金属担载的Ti0₂的研究成为热点，并且具有大比表而积的金属掺杂的介孔Ti0₂具有优良的介孔结构，可有效改善光的穿透效率，致使更多的有机污染物分子吸附于其表而，从而提高其光催化活性。然而，相关ce掺杂Ti0₂的介孔材料的合成与催化性能的研究却鲜见报道。

以正丁醇胺为模板剂，采用简单的方法制备了ce掺杂Ti0₂介孔分子筛，并对样品的物相结构以及光催化性能进行了分析。

1.2 TiO₂介孔材料的简介

自从1972年发现TiO₂单晶电极的光催化性质以来，光催化氧化反应在环境治理等方面得到了普遍的关注.同其他污染处理技术相比，光催化氧化技术具有三大优点:

1)氧化能力强，可将包括难降解有机污染物在内的绝大多数污染物氧化降解;

2)污染物降解彻底，可将污染物完全转化为水、二氧化碳和一些无机离子;