三元光催化劑TiO2-(AC+AB)的設(shè)計(jì)與制備及光降解染料廢水的研究.pdf

1、我國每年排放的印染廢水量大，且含毒性和難降解的有機(jī)污染物多，傳統(tǒng)的物理化學(xué)和生物方法存在著局限性。因此，在太陽光下光降解染料廢水具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本實(shí)驗(yàn)探討了將活性炭（AC）和乙炔黑（AB）作為 TiO2的摻雜劑，制備二元光催化劑，利用AC的強(qiáng)吸附能力來改善復(fù)合光催化劑的吸附能力，利用AB的強(qiáng)導(dǎo)電能力抑制電子-空穴對的再復(fù)合。在此基礎(chǔ)上，再將AC和AB作為TiO2的共摻雜劑制備三元光催化劑，探討AC和AB是否能夠協(xié)同提高復(fù)

2、合光催化劑的光催化性能。
　　本研究采用溶膠-凝膠法，制備了納米TiO2。探究了鈦醇比、煅燒溫度以及煅燒時(shí)間對二氧化鈦光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備TiO2光催化劑的最佳條件是：3 mL鈦酸丁酯，20 mL無水乙醇，0.6 mL（2 mol/L）鹽酸，1 mL去離子水，煅燒溫度為450℃，煅燒時(shí)間為2 h。XRD分析表明，實(shí)驗(yàn)制備的TiO2為銳鈦礦型，粒徑為13.31 nm。然后，制備了二元光催化劑 TiO2-AC，TiO2

3、-AB和三元光催化劑TiO2-(AC+AB)。并以剛果紅和茜素紅為模擬染料廢水，研究了復(fù)合光催化劑的吸附性能和光催化性能。結(jié)果表明， AC和AB對剛果紅都有吸附能力，但AB對茜素紅沒有吸附作用。對于剛果紅染料廢水，二元光催化劑TiO2-AC當(dāng)Ti:AC比為1:0.03時(shí)表現(xiàn)出了最好的處理效果，剛果紅的去除率達(dá)到98％；二元光催化劑TiO2-AB當(dāng)Ti:AB比為1:0.007時(shí)表現(xiàn)出了最好的處理效果，去除率也達(dá)到了98%。對于茜素紅染料廢

4、水，二元光催化劑TiO2-AB當(dāng)Ti:AB比為1:0.01時(shí)，效果最好，去除率達(dá)到了97%。在三元光催化劑TiO2-(AC+AB)體系中，AC的存在，可以加快剛果紅染料向催化劑表面遷移的速率，AB的存在，可以在溶液體系中產(chǎn)生更多的強(qiáng)氧化性基團(tuán)，三元光催化劑TiO2-(AC+AB)當(dāng)Ti:AC:AB比為1:0.01:0.006時(shí)，三組分(TiO2，AC， AB)之間產(chǎn)生了明顯的協(xié)同效應(yīng)。三元光催化劑TiO2-(1%AC+0.6%AB)在經(jīng)