介孔碳負(fù)載TiO2催化劑制備及其光降解苯酚的工藝優(yōu)化.pdf

1、TiO2在光催化領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景是毋庸置疑的，但是其一方面由于禁帶寬度大、光響應(yīng)范圍窄，只可以吸收波長(zhǎng)較小的紫外光，對(duì)可見(jiàn)光的利用率較低;另一方面純TiO2光催化劑的電子-空穴對(duì)易于復(fù)合，量子產(chǎn)率僅為1％，導(dǎo)致光催化降解效果下降。碳材料是一類(lèi)具有大比表面積且性能穩(wěn)定的載體，將TiO2與碳材料復(fù)合，利用碳材料良好的吸附性，可增強(qiáng)對(duì)污染物的吸附，提高光催化效率，并可能發(fā)揮二者的協(xié)同效應(yīng)。本文采用水熱法制備介孔碳球，通過(guò)溶劑熱法將介孔碳球用

2、于負(fù)載TiO2，并對(duì)介孔碳負(fù)載TiO2光催化材料進(jìn)行酸改性，采用XRD、SEM、TEM、Raman、FT-IR、XPS、N2吸附-脫附、UV-vis等表征方法對(duì)催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、孔結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，并分別對(duì)其吸附性能和光催化性能進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)制備工藝條件和反應(yīng)工藝條件的優(yōu)化，提高光催化降解苯酚廢水的效率。
　　首先，通過(guò)水熱法制備出了形貌規(guī)則、分散性較好的球形介孔碳顆粒，該介孔碳球具有低度的石墨化，其粒徑約為100nm，比表

3、面積可達(dá)到653m2g-1，孔體積為0.38cm3g-1，為負(fù)載TiO2提供基礎(chǔ)。
　　其次，用自制的介孔碳采用溶劑熱法負(fù)載TiO2催化劑，其中TiO2以銳鈦礦的形式存在，其孔徑在2.8nm和17.9nm分別凸顯，比表面積為145m2/g，孔體積為0.28cm3/g，MC-Ti在紫外光和可見(jiàn)光區(qū)域的響應(yīng)均有所增強(qiáng)。取30mg在160℃時(shí)水熱10h制得的MC-Ti(24)對(duì)30mL初始濃度為10mg/L的苯酚模擬廢水進(jìn)行降解，反應(yīng)1

4、50min后其光降解效率可達(dá)到81％以上，且催化劑在重復(fù)使用5次后，仍有較高的催化活性，其光降解效率仍可達(dá)到75％以上。
　　最后，為了進(jìn)一步提高介孔碳負(fù)載TiO2催化劑的性能，對(duì)其進(jìn)行硫酸改性，制備了MC-Ti-S催化劑，MC-Ti-S中形成Ti-O-C鍵，MC負(fù)載可以減小TiO2的禁帶寬度。在160℃下水熱反應(yīng)12h制得的MC-Ti-S-160具有最佳的光催化降解率，對(duì)初始濃度為10mg/L的苯酚在500W氙燈照射下反應(yīng)120