挥发性有机物(VOCs)是一种重要的大气污染物,主要产生于燃料燃烧、交通运输和装修装饰材料等方面,对人类赖以生存的自然环境造成了危害,并严重威胁着人体的健康。丙酮(C3H6O)和甲醛(CH2O)是两种典型的小分子挥发性有机污染物,广泛产生于工业生产过程及装饰材料中。近几十年来,在空气污染治理领域,半导体光催化技术得到了广泛的研究。其中Ti02光催化剂以其物理化学性能稳定、氧化能力强和无二次污染等优点,得到了广泛的关注,具有良好的应用前景。如何进一步提高Ti02光催化剂的性能,同时降低其应用成本,成为越来越多学者研究的重点。本研究以价廉易得的凹凸棒石粘土为原料,采用简单的方法合成了Cu/Ti02/有机改性凹凸棒石(CTOA)复合光催化剂。采用XRD、 FT-IR、 TEM、SEM和BET等多种表征手段对所得样品进行测定分析。XRD和SEM分析结果表明,改性前后凹凸棒石的结构没有发生明显变化,但纤维状结构明显增加,有利于Cu/Ti02与改性凹凸棒石的均匀复合。FT-IR分析表明,有机改性凹凸棒石的表面出现了新的吸收峰。由XRD分析结果和TEM图中的晶格条纹可知,在CTOA复合光催化剂中含有锐钛矿相Ti02和CuO。孔径分布曲线表明,CTOA复合光催化剂中存在微孔和介孔两种孔结构。通过CTOA复合光催化剂在紫外光照射条件下对空气中丙酮和甲醛的降解效果,对该催化剂的催化活性进行了评价,结果显示,所制得催化剂性能稳定,能高效降解空气中的丙酮和甲醛,具有良好的应用前景。在最优条件下制备的复合光催化剂,反应6h后对丙酮的降解率能够达到90.32%,反应2h后甲醛的降解率达到90%,相比商用Ti02具有更好的催化活性。本研究对CTOA复合光催化剂降解丙酮和甲醛的过程和机理进行了简单探讨。利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对凹凸棒石进行表面改性,能够大大改善样品表面的疏水性,同时能够促使复合光催化剂中微孔-介孔复合孔结构的形成,有利于样品对目标污染物的降解。掺杂的Cu能够有效抑制光生电子的复合速率,从而大大提高光催化降解的效率。