Si-Al-Ca-C結(jié)構(gòu)光催化材料制備及降解羥肟酸類捕收劑研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的發(fā)展，受污染的水資源越來越嚴(yán)重地威脅著人類的健康和生存質(zhì)量。任何單一的廢水處理技術(shù)都不能滿足越來越高的排放要求。多技術(shù)綜合處理生活廢水、工業(yè)廢水成為當(dāng)今水處理的主流技術(shù)。借助光催化反應(yīng)技術(shù)已成為研究的主要領(lǐng)域之一。傳統(tǒng)光催化是在懸浮體系下應(yīng)用的，具有易失活、難以分離回收并產(chǎn)生二次污染等問題。本研究制備一種密度小于1、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在水介質(zhì)中漂浮且不散失的光催化劑載體，在載體上復(fù)合TiO2，制備出新型光催化材料，并用來

2、降解選礦廢水及機(jī)理探討是本文的主要目的。研究內(nèi)容包括:
　　 1.選擇幾種特定物質(zhì)，以組分A、B、C、D為原料，制備Si-Al-Ca-C結(jié)構(gòu)多孔輕質(zhì)材料。詳細(xì)研究了影響多孔輕質(zhì)材料物化性能的因素。在制備配方探索性研究基礎(chǔ)上分別作了單因素條件試驗(yàn)和正交選優(yōu)實(shí)驗(yàn)，篩選出多孔輕質(zhì)材料最佳制備工藝條件為:組分A含量為10％、組分B含量為40％、組分C含量為10％、組分D含量為40％、粘結(jié)劑CMC(工業(yè)級CMC-Na)含量為15％(占組分

3、總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))、800℃焙燒2h。該多孔輕質(zhì)基體材料在水介質(zhì)中漂浮時(shí)間為42h，散失率為0.65％，體積密度為0.98kg/m3，比表面積為2.5039m2/g，孔隙率為0.0032mL/g，抗壓強(qiáng)度為2.64MPa。材料孔道分布均勻廣泛，形狀規(guī)則，孔徑最小約5um，最大約100um，90％的孔徑在20～60um之間。
　　 2.以含羥肟酸類捕收劑模擬選礦廢水為降解對象，主要考察了各種因素對材料基體復(fù)合納米TiO2晶體膜的光催

4、化性能影響?；w表面與TiO2溶膠復(fù)合5次，鍵合溫度為700℃，焙燒2h后即為Si-Al-Ca-C基體復(fù)合納米TiO2光催化新材料。在pH=3.0±0.1時(shí)，對四種羥肟酸類捕收劑的降解率依次為:N-羥基鄰苯二甲酰亞胺(97.06％)>水楊羥肟酸(86.32％)>苯甲羥肟酸(84.06％)2-羥基-3萘甲羥肟酸(73.58％)。連續(xù)使用10次后，基體表面TiO2負(fù)載量只有少量損失、降解率略有下降，與使用一次時(shí)進(jìn)行比較，降解率下降了兩個(gè)百分

5、點(diǎn)，質(zhì)量損失了10-4 g。應(yīng)用研究表明，該材料是一種可高效循環(huán)利用的新型光催化材料。
　　 3.研究探討了N-羥基鄰苯二甲酰亞胺光催化降解動(dòng)力學(xué)及機(jī)理，結(jié)果表明該反應(yīng)符合Langmuir-Hinshelwood動(dòng)力學(xué)方程。降解反應(yīng)速率常數(shù)與N-羥基鄰苯二甲酰亞膠廢水溶液初始濃度成正比；當(dāng)初始濃度為為20 mg·L-1時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k最大，為0.0097 min-1。
　　 研究結(jié)果表明:相同降解條件下，降解率高低一方