钛白粉在使用时操作方便,反应条件相对温和,耗能相对较少;最符合目前社会对化工产业的绿色生产要求的是使用纳米二氧化钛并不会对环境造成二次污
钛白粉在使用时操作方便,反应条件相对温和,耗能相对较少;最符合目前社会对化工产业的绿色生产要求的是使用纳米二氧化钛并不会对环境造成二次污染;所以在目前看来,钛白粉是我们相对较为理想的环境友好型催化剂;除此以外,由于其优秀的抗硫性和它对活性组分具有很好的活化作用,常常在很多研究中作为催化剂的载体。
在大型化工生产之中产生的废气是由许多有害气体所组成的烟气,烟气是对我们赖以生存的大气影响最为严重的气态污染物。纳米二氧化钛由于其优秀的化学结构构型,使的在紫外光照射下,TiO2对烟气中的有毒有害气体具有光催化氧化效应。除了催化作用以外,由于钛白粉的自身分子结构,以至于纳米二氧化钛还对有害气体有着极强的吸收作用,如:将把含有纳米二氧化钛的聚合物纤维涂抹于某一种陶瓷表面上时,我们可以检测到,这一陶瓷表面的二氧化钛可以持续的吸收不同类型的有害气体。
然而,粉末状的纳米材料由于颗粒大小有限所导致的比表面积较小从而使得这一结构的催化剂吸附性能较差,所以对污染物的脱除性能很低。另一方面,由于粉末状的材料在使用时很难控制其形态,在使用之后难以将这些催化剂再次回收利用,所以这一结构的催化剂的使用成本较高,如何使纳米粉末的脱污转化率提高这一难题引来了大量学者的关注,紧接着我们发现将纳米粉末状的催化剂寻找其对应的物化性质适合的模板将他们制备为负载型的催化剂,可以很大程度的提高其材料的比表面积,达到增加纳米粉末吸附能力的效果这一性质的改变就可以直接的提升物质的脱污转化率,同时也间接的克服了上述难题。可见通过恰当的固定法来寻找合适的载体对负载型光催化剂的催化效果和催化条件都会有很大的改善。由于TiO2的带隙较宽会影响TiO2作为光催化剂的实际应用,所以我们可以试着在TiO2中掺杂金属氧化物或贵金属单质来提高TiO2作为光催化剂的实际应用性。大量实验证实了这一想法,当将一些贵金属或者金属氧化物负载与纳米二氧化钛上时,当再一次检测二氧化钛的光催化脱污性能时,发现负载型纳米二氧化钛催化剂的光催化效应在很大程度上得到了提高。
WiLLi等[4]发现,当活性物质负载在TiO2上时,SO2首先侵占的是TiO2上的活性位,有效的保护了活性物质免受侵害,从而提高了催化剂的活性。因此,将MnOx负载在TiO2上是较为理想的催化剂组成,可以通过大幅度提高催化剂的催化效率来提高催化剂的寿命。
实验证明,不同载体对催化剂有着不同的催化效率,其中以当以二氧化钛载体为例,Ettireddy 等人[5]发现通过将锰氧化物和纳米二氧化钛放浸泡于含有活性组分的溶剂当中,等到时间足够长使得纳米二氧化钛和氧化锰充分的接触,使得纳米二氧化钛表面充分的负载了氧化锰颗粒后,分离其余的液体,通过这一方法得到纳米二氧化锰的负载型脱硝催化剂,紧接着Ettireddy 等人[5]通过表征这一催化剂的性质后发现R型结构的纳米二氧化钛在负载了锰氧化物之后的催化性能是最优的。
Ji[6]发现将锰氧化物浸泡在含有纳米二氧化钛的活性组分溶剂之中,待一定时间锰氧化物和纳米二氧化钛完全的负载之后,除去剩余的溶液得到高比表面积的MnOx/TiO2结构的催化剂可以吸收静态的汞。Machida等[7]将Pt负载在TiO2-ZrO2双金属氧化物载体上,研究了其脱硝性能,该催化剂在100oC 之下表现出很好的催化活性和N2选择性。陈等人[8]通过研究掺杂Ce之后对二氧化钛负载五氧化二钒型的催化剂的促进作用,然后发现这一结构的催化剂在参杂了Ce之后,无论是其低温活性或者N2选择性还是催化剂的抗硫抗水性都在一定范围内有了很大的提升,实验发现特别是当Ce的参杂量为10wt%时,这一催化剂的催化效果最优。