納米鈦酸鋇和鈦酸錳的制備及其光催化降解水中腐殖酸的研究.pdf

1、腐殖酸，作為天然有機(jī)物質(zhì)的一部分，占據(jù)了地表水中所溶解有機(jī)物的90％，并且擁有極其復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。研究表明，在含有腐殖酸的飲用水的氯化消毒過(guò)程中，腐殖酸會(huì)與主要的消毒劑(如二氧化氯、氯氣)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成對(duì)人體健康有重大危害的有機(jī)氯化物如三氯甲烷，三氯甲烷具有致癌作用，因此，在飲用水氯化消毒之前，非常有必要去除水體中的腐殖酸。去除水中腐殖酸的傳統(tǒng)方法主要包括活性炭吸附法、凝聚法、超濾膜過(guò)濾技術(shù)、氧化法以及超聲波法等。最近幾年，光催化降解

2、技術(shù)由于降解反應(yīng)徹底、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)在有機(jī)物處理方面得到了越來(lái)越多的重視。TiO2、Fe2O3、ZnO、ZnTiO3和NiTiO3等作為光催化劑在腐殖酸處理方面的研究已有報(bào)道，但目前尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)以BaTiO3和MnTiO3作為光催化劑在水中腐殖酸處理方面的文獻(xiàn)研究。
　　 在本文中，首先采用以檸檬酸和乙酰丙酮為雙螯合劑，經(jīng)溶膠-凝膠法合成了BaTiO3納米粒子，并對(duì)不同煅燒溫度下所得試樣進(jìn)行了熱重-差熱、X-光射線衍射、X-光

3、射線光電子光譜、掃描電子顯微鏡和紫外-可見(jiàn)漫反射光譜等表征。結(jié)果表明，煅燒溫度為600℃時(shí)即可制得顆粒大小約為19.6nm的立方相BaTiO3，在900℃時(shí)即可發(fā)生由立方相向四方相BaTiO3的轉(zhuǎn)變，所得四方相BaTiO3顆粒大小約為97.1 nm，并且這個(gè)溫度低于文獻(xiàn)中所報(bào)道的溫度值(1000℃以上)；在紫外光(λ=365 nm)照射下，通過(guò)光催化降解水中腐殖酸，考察了不同溫度下所得試樣的光催化活性以及催化劑用量和腐殖酸初始濃度等因素

4、對(duì)腐殖酸降解率的影響。所有的BaTiO3試樣均表現(xiàn)出較好的光催化活性，其中當(dāng)催化劑用量為0.6 g/L、腐殖酸初始濃度為10 mg/L時(shí)，900℃下所得的四方相BaTiO3表現(xiàn)出最好的光催化活性且120 min后對(duì)腐殖酸的降解率達(dá)100%，這可以歸因于該試樣在365 nm處有較大的吸光度、四方相本身結(jié)構(gòu)的同步極化作用、試樣晶相中Ti3+離子的存在以及該試樣較小的顆粒尺寸；通過(guò)比較單一螯合劑(檸檬酸或乙酰丙酮)和雙螯合劑(由乙酰丙酮和檸檬

5、酸組成)溶膠-凝膠過(guò)程所制得BaTiO3試樣的晶相，結(jié)果表明雙螯合溶膠一凝膠法確實(shí)能夠降低六方相BaTiO3向四方相轉(zhuǎn)變的溫度。
　　 本文又以鈦酸四丁酯和醋酸錳為原料，乙醇為溶劑，檸檬酸為螯合劑，采用溶膠-凝膠法制備了納米MnTiO3粉體，并對(duì)其進(jìn)行了X-光射線衍射、掃描電子顯微鏡和紫外-可見(jiàn)漫反射光譜表征。在紫外光(λ=365 nm)照射下，通過(guò)光催化降解水中腐殖酸的實(shí)驗(yàn)，考察了煅燒溫度、催化劑用量等因素對(duì)腐殖酸降解率的影響