可見光響應(yīng)型光催化降膜反應(yīng)器的開發(fā)及其應(yīng)用研究.pdf

1、二氧化鈦作為光催化劑在降解有機(jī)污染物等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景，高效可見光響應(yīng)型二氧化鈦光催化反應(yīng)器的設(shè)計則是大規(guī)模應(yīng)用需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對現(xiàn)有光催化反應(yīng)器中存在的問題，結(jié)合TiO2兩種光致特性，設(shè)計出具有可見光響應(yīng)效應(yīng)的光催化降膜反應(yīng)器。以尿素為氮源，采用溶膠-凝膠法，制備摻氮TiO2薄膜作為反應(yīng)器的主體反應(yīng)部分，通過接觸角變化，考察其親水性能，對制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。并運(yùn)用XRD，XPS，SEM及UV-Vis等表征手段對薄

2、膜的物相、粒徑、化學(xué)組成、光吸收性能等進(jìn)行測試和表征。以普通熒光燈為模擬光源，以亞甲基蘭為模型污染物，對反應(yīng)器的光催化氧化性能進(jìn)行了研究，并對圓管降膜流動的行為進(jìn)行了分析，得到了描述降膜流動的數(shù)學(xué)模型，據(jù)此得出了不同流量下液膜厚度的計算結(jié)果。 研究結(jié)果表明：TiO2提拉1次，200mlTiO2溶膠中摻尿素量5克，SiO2提拉次數(shù)1次，尿素溶解溫度30℃時，在可見光照50分鐘后接觸角小于5°，實現(xiàn)了可見光下的超親水性能。薄膜表面呈

3、現(xiàn)良好的銳鈦礦晶型，該氮摻雜樣品的粒徑為20nm左右，氮元素以Ti-N化學(xué)鍵的形式摻入到TiO2晶格中，能吸收波長400nm以上的可見光。當(dāng)液膜厚度為0.155cm，亞甲基藍(lán)初始濃度為5mg/L，pH=7，流量為7L/h，反應(yīng)溫度30℃時，經(jīng)過三小時的反應(yīng)后降解率可達(dá)50％以上，降解效果明顯，實現(xiàn)了可見光下的光催化氧化性能。在起始濃度較低、反應(yīng)時間較短的過程中，反應(yīng)器光催化降解有機(jī)物過程可利用簡化的Langmuir-Hinshelwoo