納米二氧化鈦的改性及其降解有機(jī)物的研究.pdf

1、當(dāng)前地球環(huán)境的日益惡化已引起了人們的高度關(guān)注,隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),環(huán)境保護(hù)和治理技術(shù)趨于“綠色”。光催化技術(shù)通過多相光催化作用可以將染料廢水中的有機(jī)污染物降解為無毒或低毒易降解的小分子,且具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點,已應(yīng)用于環(huán)境污染的控制和治理。納米二氧化鈦在光催化反應(yīng)中展現(xiàn)了高效的催化效果,應(yīng)用廣泛。如何改性納米二氧化鈦,使之獲得更高的光催化效率成為目前研究的熱點。
　　 用溶膠凝膠法制備了純二氧化鈦,以光催化降解偶

2、氮胭脂紅溶液為模型反應(yīng),考察了影響染料光催化降解的因素,得出了染料廢水處理的適宜的工藝條件。用溶膠凝膠法制備了純二氧化鈦,實驗結(jié)果表明:制備的二氧化鈦為銳鈦礦型,粒徑較小;偶氮胭脂紅必須在光催化劑作用下才能顯著被光催化降解;TiO2催化劑投加量為1.5/L時,初始濃度為40mG/L的偶氮胭脂紅水溶液,pH=8.2,在300W紫外高壓汞燈光照下光催化活性較好,光照60min后偶氮胭脂紅降解率為97.8％,COD去除率達(dá)到68％以上。二氧化

3、鈦對多種染料溶液均有較好的去除效果。
　　 用正交實驗法研究了溶膠凝膠法制備摻鉍二氧化鈦的工藝條件,結(jié)果表明:濃硝酸,鉍摻雜量,水,乙醇,乙酸依次影響摻鉍二氧化鈦的光催化性能。制備高活性摻鉍TiO2納米微粒的適宜工藝條件為:濃硝酸0.2mL,鉍摻雜量0.5％,水7.2mL,無水乙醇60mL,乙酸7.5mL。
　　 實驗研究了摻鉍TiO2納米微粒的光催化降解活性,結(jié)果表明,摻鉍二氧化鈦在光催化降解偶氮胭脂紅溶液時,染料的降

4、解率隨著溶液的初始pH值、催化劑的投加量和染料初始濃度的增加而先增加后減小,在pH=8.2,催化劑投加量為1.0g/L時降解60mg/L的偶氮胭脂紅溶液時的降解效果較好,光照60min時降解率為99.9％,COD去除率達(dá)到70％以上。外加離子如Cu2+,Fe3+對染料降解有抑制作用,光源強(qiáng)度增大能促進(jìn)染料降解;摻鉍二氧化鈦對多種染料均有顯著地降解效果。降解率由高至低順序為:偶氮胭脂紅＞亞甲基藍(lán)＞偶氮藍(lán)＞吡噦紅＞甲基橙。探討了摻鉍二氧化鈦

5、降解偶氮胭脂紅的反應(yīng)機(jī)理。
　　 實驗研究了摻鉍二氧化鈦光催化降解偶氮胭脂紅模擬染料廢水的動力學(xué)特性,考察了多種因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,測定了動力學(xué)參數(shù),結(jié)果表明:摻鉍二氧化鈦光催化降解低濃度偶氮胭脂紅溶液的反應(yīng)在遵循Langmuir-Hinshelwood機(jī)制基礎(chǔ)上符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程,其吸附平衡常數(shù)k1=2.053×10.3L/mg,表面反應(yīng)比速率常數(shù)K2=20mg.(L.min)-1。
　　 用溶膠凝膠法制備了

6、摻鐵二氧化鈦,煅燒溫度500℃,乙酸用量5mL,摻鐵量為0.5％時制備的摻鐵二氧化鈦光催化性能較好。將自制的三種光催化劑用于降解偶氮胭脂紅溶液,發(fā)現(xiàn)摻鉍二氧化鈦光催化效果好于摻鐵二氧化鈦,且兩者都好于純納米二氧化鈦。通過XRD分析發(fā)現(xiàn)摻雜金屬離子能明顯減小粒徑,摻雜類型為間隙型,且摻雜鉍的效果優(yōu)于摻雜鐵。
　　 通過對二氧化鈦進(jìn)行改性制備了新型光催化劑,提高了光催化效率,用于光催化降解染料廢水效果較好,這對豐富光催化基礎(chǔ)理論和實