TiO2 是一種優(yōu)良 的 半 導(dǎo) 體 材 料,近年來(lái)被廣泛地應(yīng)用在光催化?太陽(yáng)能電池和環(huán)境污染治理等領(lǐng) 域[1-3]?相對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù),以 TiO2 為污水處理光催化劑的污水處理技術(shù)可以將污水中的有機(jī)顏 料分解成沒(méi)有二次污染的 CO2?H2O 等無(wú)機(jī)物小分子,而且效率更佳?另外,TiO2 本身具有較強(qiáng)的抗氧化 能力?耐腐蝕性?化學(xué)穩(wěn)定性?對(duì)有機(jī)污染物無(wú)選擇性以及對(duì)人體無(wú)害等眾多優(yōu)點(diǎn)[4-6]?然而,超細(xì) TiO2 粉 體在溶液中由于自身的布朗運(yùn)動(dòng)容易凝聚長(zhǎng)大沉降從而造成光催化活性降低和回收困難等問(wèn)題,所以限制 了其廣泛應(yīng)用[7,8]?為了克服以上問(wèn)題,通常將納米 TiO2 固定到載體上再進(jìn)行光催化性能研究?通常作為 TiO2 光催化劑載體的材料有玻璃?硅膠?玄武巖纖維?活性炭?沸石?分子篩?高分子聚合物和碳纖維等[9,10]? 高爐渣纖維(BFSF)是一種無(wú)機(jī)纖維材料,由高爐渣經(jīng)熔融?調(diào)制?甩絲或噴吹制成,目前其主要應(yīng)用限制在 建筑方面[11]?BFSF制備簡(jiǎn)單?穩(wěn)定性好和比表面積大,具有成為優(yōu)質(zhì)載體的潛力?但 BFSF 表 面 光 滑 平 整,TiO2 粉體又容易凝聚長(zhǎng)大造成負(fù)載的 TiO2 粉體不牢固,易脫落,影響復(fù)合材料的光催化活性?氟碳清 漆(FEVE)是性能優(yōu)異的涂料成膜物質(zhì)[12],其結(jié)構(gòu)決定了 FEVE 具有優(yōu)異的耐酸堿性和附著性,可以保護(hù) BFSF,增強(qiáng) TiO2 與BFSF間的粘結(jié)力?該項(xiàng)目以市售的 TiO2 作為光催化劑,以FEVE為粘結(jié)劑,以BFSF為載體，采用浸漬涂覆法制備了 ＢＦＳＦ負(fù)載 ＴｉＯ２（ＴｉＯ２／ＢＦＳＦ）、ＢＦＳＦ 負(fù) 載 ＦＥＶＥ 和 ＴｉＯ２（ＴｉＯ２／ＦＥＶＥ／ ＢＦＳＦ）２種光催化劑，通過(guò)對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率分析研究了影響復(fù)合材料光催化活性的主要因素，對(duì)高爐渣 纖維的高附加值利用提供了新的研究方向。

（Ｃ１６Ｈ１８ＣｌＮ３Ｓ）和二氧化鈦（ＴｉＯ２）均為分析純，采購(gòu)自天津市化學(xué)試劑研究所，水性氟碳清漆 （ＦＥＶＥ），購(gòu)自歐普德建筑材料有限公司，蒸餾水與高爐渣纖維均為為實(shí)驗(yàn)室自制，高爐渣纖維酸度系數(shù)為 １．２，直徑為７～１２μｍ，其化學(xué)成分見(jiàn)表１。

1.2 光催化劑的制備

BFSF的清洗:將 BFSF 置于適量無(wú)水乙醇中,超聲震蕩一段時(shí)間后,取出放入烘箱中105 ℃干 燥;將 BFSF置于適量蒸餾水中,超聲震蕩相同時(shí)間后,取出放入烘箱中于105 ℃干燥,置于干燥器中保存? TiO2 水分散液的制備:向燒杯中加入100mL蒸餾水,將2.0g的 TiO2 粉體加入燒杯中,恒溫?cái)嚢?0 min,控制轉(zhuǎn)速3000r/min,超聲分散20min,得到分散均勻的 TiO2 水分散液,密封保存?zhèn)溆? FEVE和 TiO2 負(fù)載分散系的制備:分別量取2mL水性氟碳清漆(FEVE)和100mL蒸餾水于燒杯 A 中,將燒杯 A 置于恒溫磁力攪拌器中攪拌20min,控制轉(zhuǎn)速3000r/min,超聲分散20min,得到氟碳清漆水 分散液?稱取2.0gTiO2 粉體加入到氟碳清漆水分散液中,重復(fù)上述恒溫?cái)嚢韬统曔^(guò)程,得 FEVE 和 TiO2 負(fù)載分散系,密封保存?zhèn)溆? TiO2/BFSF復(fù)合材料的制備:向 TiO2 水分散液中放入適量的 BFSF,浸漬一段時(shí)間后,取出真空抽濾, 在陰涼處晾干?多次進(jìn)行上述操作對(duì)材料進(jìn)行重復(fù)負(fù)載,將負(fù)載好的樣品置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi),于150℃下放 置2h,冷卻后置于保干器中保存? TiO2/FEVE/BFSF光催化劑的制備:向FEVE和 TiO2 負(fù)載分散系中放入適量的BFSF,浸漬一段時(shí)間 后,取出真空抽濾,抽濾后放入烘箱中于105℃干燥,多次進(jìn)行上述操作對(duì)材料進(jìn)行重復(fù)負(fù)載,將負(fù)載好的樣 品置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi),于150 ℃下放置2h,隨爐冷卻后得到 TiO2/FEVE/BFSF光催化材料? 1.3 樣品性能表征 采用荷蘭帕納科產(chǎn) X‘Pert-ProMPD型 X射線衍射儀分析 TiO2 粉體的物相組成,測(cè)試條件:以 Cu靶 為輻射線源,管電壓50kV,管電流150mA,步長(zhǎng)0.03,掃描范圍2θ=10°~80°?采用美國(guó)麥奇克產(chǎn) Nanot- racwaveII型納米粒度 及 Zeta電 位 分 析 儀 分 析 TiO2 粉 體 的 粒 徑 分 布 和 平 均 粒 徑?采 用 貝 士 德 產(chǎn) 3H- 2000PM1型 N2 吸附儀分析催化劑孔結(jié)構(gòu)參數(shù),包括吸脫附等溫線和孔徑分布,利用 BET 方程計(jì)算催化劑 比表面積,利用 BJH 模型計(jì)算孔徑分布?采用日立S-4800型掃描電鏡(SEM)對(duì)所制樣品進(jìn)行微觀形貌的 分析? 1.4 光催化活性測(cè)試與催化劑再生 采用上海那艾產(chǎn) NAI-GHY-DRLKW 型大容量光化學(xué)反應(yīng)儀,對(duì)亞甲基藍(lán)進(jìn)行光降解試驗(yàn)?首先,將 配制好的亞甲基藍(lán)溶液靜置24h,加入石英試管中,再加入0.3g催化劑,置于光化學(xué)反應(yīng)儀中,暗處攪拌30 min,達(dá)到吸附平衡后,開(kāi)啟光源,對(duì)亞甲基藍(lán)進(jìn)行降解,以30min為間隔取樣,取出樣品后采用湖南湘儀產(chǎn) H150型臺(tái)式高速離心機(jī)進(jìn)行離心分離,離心后取上層清液,采用上海菁華產(chǎn)721型可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量殘余亞甲基藍(lán)的濃度，按公式（１）計(jì)算降解率η。 　　　　　　　　　　　　　　　　

式中：η為降解率；Ａ０ 為光照前溶液的吸光度；Ａ１ 為光照后溶液的吸光度。 將測(cè)試過(guò)的催化劑通過(guò)清洗、抽濾并于１０５℃下干燥后，置于馬弗爐內(nèi)于３００℃煅燒，使催化劑再生，重 復(fù)上述活性測(cè)試，通過(guò)式（１）計(jì)算降解率。

ＴｉＯ２ 粉體的表征 ＴｉＯ２ 的光催化性能與其晶型、晶粒尺寸和比表面積等有很大關(guān)系，因此，對(duì)購(gòu)買的樣品進(jìn)行基本的物理 性能表征非常重要。通常，銳鈦礦型 ＴｉＯ２ 的光催化性能相對(duì)于金紅石型和板鈦礦型 ＴｉＯ２ 光催化性能好， 且樣品晶粒尺寸越小，比表面積越大，其光催化性能越好。