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，作為天然有機物質的一部分，占據(jù)了地表水中所溶解有機物的90％，并且擁有極其復雜的分子結構。研究表明，在含有腐殖酸的飲用水的氯化消毒過程中，腐殖酸會與主要的消毒劑(如二氧化氯、氯氣)發(fā)生化學反應生成對人體健康有重大危害的有機氯化物如三氯甲烷，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、超濾膜過濾技術、氧化法以及超聲波法等。最近幾年，光催化降解

2、技術由于降解反應徹底、無二次污染等優(yōu)點在有機物處理方面得到了越來越多的重視。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道，但目前尚未發(fā)現(xiàn)有關以BaTiO3和MnTiO3作為光催化劑在水中腐殖酸處理方面的文獻研究。
　　 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，并對不同煅燒溫度下所得試樣進行了熱重-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-可見漫反射光譜等表征。結果表明，煅燒溫度為600℃時即可制得顆粒大小約為19.6nm的立方相BaTiO3，在900℃時即可發(fā)生由立方相向四方相BaTiO3的轉變，所得四方相BaTiO3顆粒大小約為97.1 nm，并且這個溫度低于文獻中所報道的溫度值(1000℃以上)；在紫外光(λ=365 nm)照射下，通過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，其中當催化劑用量為0.6 g/L、腐殖酸初始濃度為10 mg/L時，900℃下所得的四方相BaTiO3表現(xiàn)出最好的光催化活性且120 min后對腐殖酸的降解率達100%，這可以歸因于該試樣在365 nm處有較大的吸光度、四方相本身結構的同步極化作用、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-凝膠過程所制得BaTiO3試樣的晶相，結果表明雙螯合溶膠一凝膠法確實能夠降低六方相BaTiO3向四方相轉變的溫度。
　　 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，并對其進行了X-光射線衍射、掃描電子顯微鏡和紫外-可見漫反射光譜表征。在紫外光(λ=365 nm)照射下，通過光催化降解水中腐殖酸的實驗，考察了煅燒溫度、催化劑用量等因素對腐殖酸降解率的影響