化学吸附法表面修饰纳米TiO2及其在光催化降解芳香族污染物中的应用

首次采用化学吸附法表面修饰纳米TiO2，即利用水杨酸及其衍生物的羧基、酚羟基(双基团)同时与TiO2的表面羟基发生类酯化反应，形成稳定性强的六元环结构，可保证表面修饰在废水环境和光催化过程中的稳定性；研究表面修饰纳米TiO2吸附去除和光催化降解硝基苯酚、染料等芳香族污染物；探讨表面修饰机理及表面修饰对吸附性能及光催化效率的影响机制。.经表面修饰后，纳米TiO2表层链接苯环，(1)极性减弱，非极性增强，在不同溶剂中的分散性改善；(2)提高对芳香族类污染物的亲和力，突破纳米TiO2非均相光催化降解有机污染物的瓶颈- - 污染物在光催化剂表面的低覆盖率；(3)扩展纳米TiO2光响应范围至可见光区；(4)提高其对芳香族类有机废水光催化降解性能。.项目可提供(1)稳定性强、操作简便、成本低、易于工业化的表面修饰新方法- - 基于"双基团-环状结合"模式的化学吸附法；(2)可见光降解芳香族污染物废水新技术。

可见光光催化氧化是一种绿色高效的高级氧化技术，是污染控制技术和样品分析前处理研究的热点和前沿领域。项目首次采用化学吸附法表面修饰纳米TiO2，即利用水杨酸及其衍生物的羧基、酚羟基(双基团)同时与TiO2 的表面羟基发生类酯化反应，形成稳定性强的六元环结构，表面修饰在废水环境和光催化过程中的稳定性好。. 经表面修饰后，纳米TiO2晶型由锐钛型转化为板钛型，比表面积和孔容增大，实现对纳米TiO2晶体结构的调控。纳米 TiO2 表层链接苯环，极性减弱，非极性增强，在不同溶剂中的分散性改善；对芳香族类污染物的亲和力提高，突破纳米TiO2 非均相光催化降解有机污染物的瓶颈-污染物在光催化剂表面的低覆盖率，对硝基苯酚、甲基紫、酸性紫43的吸附率分别提高1.69倍、2.19倍、3.86倍；扩展纳米TiO2 光响应范围至600nm；表面修饰不改变光催化降解路径，但可提高其对芳香族污染物光催化降解性能，对硝基苯酚、甲基紫、酸性紫43的光降解率分别提高2.31倍、1.48倍、2.65倍，可用于样品消解。. 项目提供(a)稳定性强、操作简便、成本低、易于工业化的表面修饰新方法-基于"双基团-环状结合"模式的化学吸附法；(b)可见光降解芳香族污染物废水新技术；(c) 建立表面修饰TiO2-KMnO4协同光催化氧化快速测定COD的简便、灵敏的新方法。. 成果申请发明专利2项，发表论文17篇，其中SCI收录期刊14篇，核心刊物3篇，JCR I区6篇，II区4篇，III区3篇，Journal TOP期刊6篇。