納米二氧化鈦的改性及其降解有機(jī)物的研究.pdf

1、當(dāng)前地球環(huán)境的日益惡化已引起了人們的高度關(guān)注,隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),環(huán)境保護(hù)和治理技術(shù)趨于“綠色”。光催化技術(shù)通過多相光催化作用可以將染料廢水中的有機(jī)污染物降解為無毒或低毒易降解的小分子,且具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),已應(yīng)用于環(huán)境污染的控制和治理。納米二氧化鈦在光催化反應(yīng)中展現(xiàn)了高效的催化效果,應(yīng)用廣泛。如何改性納米二氧化鈦,使之獲得更高的光催化效率成為目前研究的熱點(diǎn)。
　　 用溶膠凝膠法制備了純二氧化鈦,以光催化降解偶

2、氮胭脂紅溶液為模型反應(yīng),考察了影響染料光催化降解的因素,得出了染料廢水處理的適宜的工藝條件。用溶膠凝膠法制備了純二氧化鈦,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制備的二氧化鈦為銳鈦礦型,粒徑較小;偶氮胭脂紅必須在光催化劑作用下才能顯著被光催化降解;TiO2催化劑投加量為1.5/L時(shí),初始濃度為40mG/L的偶氮胭脂紅水溶液,pH=8.2,在300W紫外高壓汞燈光照下光催化活性較好,光照60min后偶氮胭脂紅降解率為97.8％,COD去除率達(dá)到68％以上。二氧化

3、鈦對多種染料溶液均有較好的去除效果。
　　 用正交實(shí)驗(yàn)法研究了溶膠凝膠法制備摻鉍二氧化鈦的工藝條件,結(jié)果表明:濃硝酸,鉍摻雜量,水,乙醇,乙酸依次影響摻鉍二氧化鈦的光催化性能。制備高活性摻鉍TiO2納米微粒的適宜工藝條件為:濃硝酸0.2mL,鉍摻雜量0.5％,水7.2mL,無水乙醇60mL,乙酸7.5mL。
　　 實(shí)驗(yàn)研究了摻鉍TiO2納米微粒的光催化降解活性,結(jié)果表明,摻鉍二氧化鈦在光催化降解偶氮胭脂紅溶液時(shí),染料的降

4、解率隨著溶液的初始pH值、催化劑的投加量和染料初始濃度的增加而先增加后減小,在pH=8.2,催化劑投加量為1.0g/L時(shí)降解60mg/L的偶氮胭脂紅溶液時(shí)的降解效果較好,光照60min時(shí)降解率為99.9％,COD去除率達(dá)到70％以上。外加離子如Cu2+,Fe3+對染料降解有抑制作用,光源強(qiáng)度增大能促進(jìn)染料降解;摻鉍二氧化鈦對多種染料均有顯著地降解效果。降解率由高至低順序?yàn)?偶氮胭脂紅＞亞甲基藍(lán)＞偶氮藍(lán)＞吡噦紅＞甲基橙。探討了摻鉍二氧化鈦

5、降解偶氮胭脂紅的反應(yīng)機(jī)理。
　　 實(shí)驗(yàn)研究了摻鉍二氧化鈦光催化降解偶氮胭脂紅模擬染料廢水的動(dòng)力學(xué)特性,考察了多種因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,測定了動(dòng)力學(xué)參數(shù),結(jié)果表明:摻鉍二氧化鈦光催化降解低濃度偶氮胭脂紅溶液的反應(yīng)在遵循Langmuir-Hinshelwood機(jī)制基礎(chǔ)上符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程,其吸附平衡常數(shù)k1=2.053×10.3L/mg,表面反應(yīng)比速率常數(shù)K2=20mg.(L.min)-1。
　　 用溶膠凝膠法制備了

6、摻鐵二氧化鈦,煅燒溫度500℃,乙酸用量5mL,摻鐵量為0.5％時(shí)制備的摻鐵二氧化鈦光催化性能較好。將自制的三種光催化劑用于降解偶氮胭脂紅溶液,發(fā)現(xiàn)摻鉍二氧化鈦光催化效果好于摻鐵二氧化鈦,且兩者都好于純納米二氧化鈦。通過XRD分析發(fā)現(xiàn)摻雜金屬離子能明顯減小粒徑,摻雜類型為間隙型,且摻雜鉍的效果優(yōu)于摻雜鐵。
　　 通過對二氧化鈦進(jìn)行改性制備了新型光催化劑,提高了光催化效率,用于光催化降解染料廢水效果較好,這對豐富光催化基礎(chǔ)理論和實(shí)