疏水性空心SiO2-TiO2光催化劑的制備及處理染色紙?jiān)旒垙U水的研究.pdf

1、本文制備了空心結(jié)構(gòu)光催化劑，在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行疏水性改性，使得催化劑很好的漂浮在廢水中，能最大程度的吸收光源輻射并與氣相和液相同時接觸，解決了透光性差的問題，大大提高了光催化的活性。
　　以聚苯乙烯為模板，制各的空心TiO2并在表面包覆一層SiO2，再在其表面進(jìn)行疏水性改性，通過處理模擬廢水（甲基橙）的脫色效果，確定制備工藝的最佳條件為:m(SiO2)∶m(TiO2)=2∶5，m(KH570)∶m(空心SiO2/TiO2)=1∶4

2、時的處理廢水脫色率最高。用TEM檢測出TiO2內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)且在其表面上均勻的包覆一層物質(zhì)。用FT-IR檢測發(fā)現(xiàn)在811cm-1和1112cm-1處出現(xiàn)了SiO2中的振動吸收峰，證明包覆在空心TiO2表面的物質(zhì)是SiO2;在1727cm-1和1123cm1處的吸收峰，說明KH570與空心SiO2/TiO2表面產(chǎn)生化學(xué)鍵合成功。XRD檢測催化劑的晶型主要是銳鈦礦型，說明其它的晶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)在改性的過程當(dāng)中沒有受到影響。通過接觸角測試儀檢測

3、不同硅烷偶聯(lián)劑及不同質(zhì)量制備的疏水性空心SiO2/TiO2催化劑的接觸角，得出m(KH570)∶m(空心SiO2/TiO2)=1∶4時的接觸角為88±20，此接觸角可以使改性后的催化劑穩(wěn)定的漂浮在廢水表面，達(dá)到與氣相和液相同時接觸。
　　用動力學(xué)分析疏水性空心SiO2/TiO2和空心TiO2光催化劑在不同的各個單因素條件下，如:催化劑濃度、pH值、模擬廢水初始濃度、光照強(qiáng)度的脫色速率并進(jìn)行對比。計(jì)算得出結(jié)果:在以上條件下催化劑降解

4、模擬廢水脫色速率基本符合一級動力學(xué)方程，當(dāng)模擬廢水濃度在10mg/L時，其方程為Ln(At/A0)=-0.1883x+0.0682，R2=0.9967，其中疏水性空心SiO2/TiO2光催化脫色速率達(dá)到空心TiO2的2.7倍;當(dāng)催化劑濃度為2.5％時，其方程為Ln(At/A0)=-0.4833x+0.5354，R2=0.993，其中疏水性空心SiO2/TiO2光催化脫色速率達(dá)到空心TiO2的1.9倍;當(dāng)pH=2時，其方程為Ln(At/A

5、0)=-0.6099x+0.8957，R2=0.9725，其中疏水性空心SiO2/TiO2光催化脫色速率達(dá)到空心TiO2的3.59倍;當(dāng)光照距離為10cm時，其方程為Ln(At/A0)=-0.4207x+0.629，R2=0.9793，其中疏水性空心SiO2/TiO2光催化脫色速率達(dá)到空心TiO2的2.14倍;在此基礎(chǔ)上，處理染色紙?jiān)旒垙U水，分析在不同時間、不一樣的各個條件下，如:催化劑濃度、pH值、光照強(qiáng)度、廢水量對疏水性空心SiO2