粉煤灰負(fù)載金屬摻雜納米TiO2處理DMF廢水的研究.pdf

1、本論文基于粉煤灰、TiO2等材料特點(diǎn)，采用溶膠-凝膠法制備了高效且易于回收的復(fù)合材料粉煤灰/釩-TiO2。采用不同表征方法如XRD、UV-VIS/DRS、SEM、XPS等對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、組成和吸光性能進(jìn)行表征。以具有毒性且難降解的二甲基甲酰胺(DMF)為污染物，研究考察三維電極協(xié)助下復(fù)合材料的催化活性與光電催化降解效果。并對(duì)制備條件和反應(yīng)條件做了詳細(xì)分析，同時(shí)確立了光催化反應(yīng)、電催化反應(yīng)與光電催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程和相關(guān)系數(shù)。結(jié)論如下：

2、
　　1.粉煤灰負(fù)載釩摻雜TiO2復(fù)合材料的礦相隨溫度的不同而改變，從300℃-700℃TiO2由無(wú)定型到銳鈦礦型再到金紅石型。TiO2均勻牢固的負(fù)載在粉煤灰微珠上，釩以、V4+、V5+形式進(jìn)入TiO2晶格中，釩的摻雜使復(fù)合材料在紫外區(qū)230-360nm與可見區(qū)400-800nm同時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的吸收峰；由于粉煤灰較好的吸附性能、釩離子抑制光生電子與空穴復(fù)合的作用，使光催化具有很強(qiáng)的降解效果。
　　25恿過(guò)對(duì)復(fù)合材料制備條件和降

3、解條件的考察，得到了最佳光催化反應(yīng)條件：DMF濃度50mg/L、負(fù)載三層、釩摻雜量為1wt％、500℃下焙燒2個(gè)小時(shí)，催化劑用量為2.5g/L，pH=3，降解180分鐘去除率達(dá)88.5％。
　　3.三維粒子電極能夠增加電極表面積，縮短了污染物粒子遷移的距離，降低了濃差極化，增加了電解池空間的有效利用率，提高了電流效率，本論文利用三維電極的這一特點(diǎn)與光催化降解相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了光電協(xié)同催化反應(yīng)，其最佳降解條件為：DMF初始濃度為50mg

4、/L、槽電壓16V、極板間距6cm、pH=3、粒子電極(制備的TiO2復(fù)合光催化劑)2.5g/L、電解質(zhì)Na2SO43g/L，反應(yīng)到90分鐘去除率可達(dá)98.5％。
　　4.根據(jù)DMF的去除濃度，確定的動(dòng)力學(xué)方程以及相關(guān)系數(shù)：復(fù)合粒子光催化降解50mg/LDMF的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，方程為y=-0.0148x+0.4820，相關(guān)系數(shù)為R=-0.9959；三維粒子電極電催化降解50mg/LDMF的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)，方程為y=-0