TiO2納米管光催化臭氧氧化技術研究及其應用.pdf

1、本試驗成功制備了形貌較好,呈中空,管端開口的銳鈦型TiO2納米管,其外徑5-7nm、壁厚1nm左右、長200-300nm,比表面積276m2·g-1。相同條件下以垃圾滲濾液為目標物,60min時O3/UV/TiO2納米管較03/UV/P25和03/UV的COD去除率分別提高了20.83％和32.65％。在光催化臭氧氧化工藝中,TNTs最佳煅燒溫度為400℃。
　　 03/UV/TNTs對腐殖酸降解的最佳工藝參數為反應溫度30℃,

2、Ph值8.5-10.7,催化劑投加量0.4g/L,臭氧投加量383.46mg/h/L,光強0.62mW/cm2,TOC去除率高達80.12％,UV254去除率高達96.55％。對現有的動力學模型進行修正使其可以得出最佳工藝參數,理論最佳工藝參數為Ph值7.35,TNTs投加量0.806g/L,O3投加量490.00mg/h/L。O3/UV/TNTs對腐殖酸的降解遵循羥基自由基理論;強堿性原水對初始IC值的影響及反應過程中IC值的累積導致

3、了TOC去除率的下降;反應初期隨著時間的推移催化劑污染越來越嚴重,一段時間后達到最大值,之后隨著時間的延長污染情況得到改善。
　　 選擇10mol/L的NaOH投加量為19mL,1.0gP25的最佳A12O3摻雜量為0.05g,摻雜形態(tài)為粉體,最佳煅燒溫度為400℃,所得Al摻雜TiO2納米管(Al-TNTs)有很好的可見光催化性能。通過響應面法對Al-TNTs可見光光催化臭氧化降解腐殖酸TOC進行研究分析,初始Ph值對TOC去

4、除率的影響最小,Al-TNTs投加量和O3投加量對TOC去除率的影響較為顯著,且都為正面影響,同時,Al-TNTs投加量和O3投加量有明顯的交互作用。
　　 將Al-TNTs設計成柱狀可分離產品,宏觀狀態(tài)下為直徑2mm,長度3mm的圓柱體,且規(guī)格較為一致,微觀狀態(tài)下為多孔結構,通過高倍場發(fā)射透射電鏡掃描可看出柱狀Al-TNTs為內徑5-7nm,管壁1nm左右,長度30nm-100nm左右的納米管。柱狀Al-TNTs的比表面積從A

5、l-TNTs的220m2·g-1降低到了153m2·g-1。對柱狀Al-TNTs重復利用對垃圾滲濾液降解的影響進行了考察。隨著催化劑的重復利用,對垃圾滲濾液的COD去除效果逐漸降低,60min時,催化劑第一次使用時的COD去除率為59.27％,第三次使用時僅為11.4％。將三次污染后的催化劑進行尾氣臭氧單獨再生,COD去除率分別達到31.3％。所以,尾氣臭氧對污染后柱狀Al-TNTs的再生能力較強。設計出新型一體化光催化臭氧化流化床反應