二氧化钛/炭气凝胶降解活性艳红的研究(3)
1.1.4 光化学反应降解有机污染物的优势
在人类活动中向外界环境排放的有害物质中有很多都是有机成分的污染物质，尤其是工业生产产生的废水的排放。印染废水就是其中一种很常见的含有大量有害物质的有机污染废水，虽然对于印染废水的处理方法多种多样，但是光降解仍然是研究的重点，因为光降解拥有操作简便，易于控制，操作成本低等一系列优点。
据研究表明，通过光催化技术处理有机污染废水的过程中，许多结构稳定且生物难降解的的有机污染物都可以被有效的得到降解，而且降解产物是一些对自然环境无害的、结构简单的无机物如自然界大量存在的 CO2、 H2O 等。与传统的污染物的分离方法相比，如物理吸附等技术，光催化技术具有操作成本低、简单高效、污染物降解彻底等一系列的优点。 Li Danzhen由湿法浸渍成功制备了双功能的 Pt / TiO2-xNx 催化剂。
结果表明，掺氮和铂改性的二氧化钛在 H2-O2 气氛可以大大提高光催化体系原本所具有优良的光催化活性和高催化稳定性的量子效率。增加的量子效率可以通过增强光生电子-空穴对的分离效率，以达到更高的界面的电子转移速率，从而可以增加光催化处理时表面羟基基团的数量。
1.1.5 气凝胶的发展及制备
气凝胶由纳米粒子或高聚物分子相互聚结组成，具有密度低、多孔等特性。气凝胶的主要成分是气体，周围由交联的三文网络固体结构组成。这种特殊的结构使得气凝胶具有优良的性能，如仅为空气密度的三倍非常低的密度，甚至可低至0.002 g/cm3 ；高孔隙率，有的可高达80%～99.8%；高比表面积可达200～1100 m2 /g。它是目前最轻的固态材料，也被称为“固体烟雾”或“固体空气”。这些优良的性质使得气凝胶拥有了非常好的物理性质：极低的热导率、低的声音传播速率、好的透光性、优异的吸附性能等。
1.1.6 气凝胶的特殊性质
气凝胶具有独特的网络结构、足够低的密度、高的比表面积和孔隙率以及良好的透光性。气凝胶独特的网络结构及良好的弹性使其具有优良的声学性质，它的弹性模量会随外界压力增加而减小，其热导率在所有的固体材料中是最低的，而且质量轻，所以它应该是现今可获得的隔热材料中最好的。声音在SiO2气凝胶中的传播速率是100-300 m/s ，这在无机固体材料中也是最低的。影响声阻的因素有密度和声速，SiO2气凝胶的密度和声音传播速度都是最低的，所以其声阻也是最低的，是理想的声学延迟或高温隔音材料。气凝胶能制成透明或半透明材料，太阳光可透过气凝胶材料，因此可阻止环境温度的热红外辐射 。
1.1.7 TiO2杂化气凝胶的研究进展
1.1.7.1 TiO2/C复合材料的制备方法
TiO2掺杂改性与制备方法有一定的关系，制备方法不同，催化的形状与尺寸、表面与结构也不尽相同。最直接的影响是决定掺杂碳的结构，例如掺杂C是存在于表曲还是颗粒内部，以及是否产生新的键，其中干法和湿法区别很大，许多报道中有提到干法比较容易生成Ti-C的键，即碳取代TiO2中氧的位置。其直接影响掺杂活性。
(1) 水解法
文献报导[1]用TiCl4为原料加入四丁基氢氧化铵、葡萄糖和氢氧化钠，其中前两者为碳源。经过水解、陈化、干燥、锻烧几个步骤，制备的样品，比较其可见光活性，葡萄糖为原料有较好的催化效果。150 h陈化时间的样品有最佳的光催化活性，相对纯TiO2提高了8倍。另外，回收实验表明该样品很稳定，在5 h光照反应后仍保留其80%以上的光催化活性。