改性二氧化鈦光電催倫降解苯酚溶液的研究.pdf

1、苯酚是一種對(duì)人類有害且常見(jiàn)的有機(jī)污染物,廣泛存在于各類工業(yè)廢水之中。近年來(lái),利用光(電)催化技術(shù)降解污染物受到了越來(lái)越多的關(guān)注,本文采用苯酚作為代表性污染物,制備出納米TiO2作為光催化劑,進(jìn)行光(電)催化實(shí)驗(yàn)研究。
　　 本文采用溶膠-凝膠法制備了納米TiO2粉體,利用XRD、TEM、UV-Vis DRS和PL對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:顆粒粒徑隨煅燒溫度的增加而增大,當(dāng)焙燒溫度為550℃時(shí),TiO2粉體結(jié)晶度最好

2、且為銳鈦礦型,平均粒徑約22.82 nm;TiO2在波長(zhǎng)為200 nm-345 nm內(nèi)有較強(qiáng)的吸收;焙燒溫度為550℃制得的納米TiO2粉體的光催化性能最好。
　　 采用自然延流法在載玻片上制備出納米TiO2薄膜,薄膜厚度約為30μm。以300 W高壓汞燈為光源,進(jìn)行光催化降解苯酚溶液的研究。納米TiO2薄膜光催化降解苯酚的最優(yōu)條件為:催化劑加入量0.100 g,光照時(shí)間4 h,H2O2加入量0.50 mL。壽命實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制

3、備的TiO2薄膜具有良好的壽命,隨著使用次數(shù)的增加其光催化活性基本不變,薄膜中TiO2未發(fā)生光腐蝕現(xiàn)象。TiO2薄膜光催化降解苯酚溶液6 h樣品和稀釋60倍的真實(shí)廢水5 h樣品的COD去除率分別為90.45％、69.28％。采用溶膠-凝膠法分別制備Bi、Ce和S摻雜TiO2光催化劑。XPS顯示元素?fù)诫s形態(tài)均為氧化物,其化合狀態(tài)分別為Bi3+、Ce4+和S6+離子。三種元素的加入均使TiO2對(duì)可見(jiàn)光的吸收強(qiáng)度增大,可見(jiàn)光降解苯酚實(shí)驗(yàn)表明:

4、Bi的最佳摩爾摻雜量為0.04％,Ce的最佳摩爾摻雜量為0.04％,S的最佳摩爾摻雜量為0.05％。
　　 采用涂覆法制備納米TiO2電極,光電催化降解苯酚溶液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:光電催化優(yōu)于光催化和電催化,紫外燈激發(fā)優(yōu)于日光燈激發(fā)。室溫(20℃)下,光電催化最佳條件為:支持電解質(zhì)Na2SO4濃度0.100 mol·L-1,外加電壓2.0 V,溶液初始pH值為4.0,極間距0.60 cm。苯酚在TiO2電極上的光電催化降解遵循表觀一