新型納米材料對(duì)水體中染料的光催化降解研究.pdf

1、染料廢水產(chǎn)生量大,毒性高,可生化性差,處理難度大。TiO2因具有光催化活性高、低毒、穩(wěn)定性高、廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn),最有光催化降解染料廢水的工業(yè)應(yīng)用前景而被大量研究。TiO2卻因?yàn)榻麕挾却蠖兄鴮?duì)太陽(yáng)光的吸收利用能力低的缺點(diǎn),人們對(duì)TiO2光催化的研究也集中在通過(guò)離子摻雜、貴金屬負(fù)載、半導(dǎo)體復(fù)合、染料敏化等改性手段來(lái)克服以上缺點(diǎn),然而目前來(lái)看以上手段都有著各種各樣的不足。近來(lái)有研究者發(fā)現(xiàn),通過(guò)導(dǎo)電聚合物包覆TiO2構(gòu)建的復(fù)合材料能夠促進(jìn)Ti

2、O2吸收紅移、延長(zhǎng)電子-空穴壽命等,有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,關(guān)于導(dǎo)電聚合物包覆TiO2復(fù)合材料的研究還很不充分,如導(dǎo)電聚合物促進(jìn)光催化活性的機(jī)制,新型導(dǎo)電聚合物包覆TiO2的研發(fā),對(duì)染料廢水光催化降解的系統(tǒng)研究等都很少見諸報(bào)道。
　　本研究在充分了解國(guó)內(nèi)外TiO2改性研究的基礎(chǔ)上,選擇廉價(jià)易得、具有大π鍵的鄰苯二胺( PoPD)作為聚合單體,采用條件溫和的原位氧化聚合法( in situ oxidative polymeriza

3、tion)合成了聚鄰苯二胺包覆的TiO2(PoPD/TiO2),并系統(tǒng)研究了其對(duì)亞甲基藍(lán)的光催化氧化降解。具體來(lái)說(shuō)包括以下三個(gè)部分:
　　(1)以過(guò)硫酸銨為氧化劑,鄰苯二胺(oPD)為單體,在 TiO2顆粒存在的條件下原位氧化聚合,成功制備了PoPD/TiO2復(fù)合光催化劑。采用單因素變量法,系統(tǒng)考察了oPD與TiO2的摩爾比、HCl濃度、氧化劑與單體的摩爾比、反應(yīng)持續(xù)時(shí)間與溫度等因素的影響,并以可見光催化降解亞甲基藍(lán)為探針,得出了

4、最佳的制備條件。
　　(2)運(yùn)用X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見吸收光譜( UV-VIS)、光電流測(cè)試( Photocurrent Test)等手段對(duì)制備的PoPD/TiO2復(fù)合光催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:在TiO2表面包覆了一層約2-5nm厚、較均勻且致密的PoPD膜,PoPD/TiO2復(fù)合材料對(duì)可見光有更好的吸收且對(duì)可見光有更強(qiáng)的光響應(yīng)