可見光光催化降解染料廢水的研究.pdf

1、染料廢水因其水量大,濃度高,成分復(fù)雜,色度深,鹽度高,毒性強(qiáng),難生化降解等特點(diǎn),屬于難處理的工業(yè)廢水,是目前人們研究的熱點(diǎn)之一。
　　 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,環(huán)境污染和能源危機(jī)問題變得日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)治理污染的方法普遍具有耗資大、徹底降解有機(jī)物困難等特點(diǎn),因此從保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的角度考慮,采用光催化氧化--這一綠色高效的高級氧化技術(shù)處理污水的研究越來越得到人們的關(guān)注。二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎?因其具有高穩(wěn)定性、高效性、耐光腐蝕、無二次

2、污染、物料廉價、易得以及具有較好的普適性等優(yōu)點(diǎn)而成為國內(nèi)外爭相研究的熱點(diǎn)。
　　 由于TiO2對光的吸收僅限于紫外光區(qū),對于可見光或太陽的吸收利用率很低。金屬離子摻雜能有效地組織電荷在轉(zhuǎn)移過程中的復(fù)合,使其光催化活性提高,同時能擴(kuò)展光譜響應(yīng)范圍,提高太陽能的利用率。利用太陽能進(jìn)行污染物的處理研究,對于保護(hù)環(huán)境,維持生態(tài)平衡,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 本文用溶膠-凝膠法制備了TiO2粉體,通過正交試驗(yàn),討論了不

3、同制備條件(醇、乙酸、水、反應(yīng)溫度)對溶膠時間及效果的影響,從而得到制備純TiO2粉體的最佳工藝條件,即各物料配比為n(C2H5OH):n(H2O):n(CH3COOH):n[Ti(BuO4)]=10:5:0.5:1的條件下,溫度控制在40℃左右,硝酸調(diào)節(jié)pH在2-3時,其凝膠時間最短且效果最好。
　　 為了提高TiO2催化劑可見光下的光催化性能,本實(shí)驗(yàn)向溶膠中分別加入不同離子(La3+、Sn4+、Ni2+、Cd3+),來研究其

4、對TiO2光催化性能的影響。結(jié)果表明,加入適量的金屬離子可以提高TiO2的可見光光催化性能,La3+的加入提高程度最大、Sn4+第二、Ni2+第三、Ce3+最低。當(dāng)La3+離子摻雜濃度為0.1％時,TiO2催化劑的活性最好,其對甲基橙的最高降解率達(dá)到89.9％,是純TiO2催化劑的1.7倍。同時文章探討了金屬離子摻雜ZiO2粉體提高可見光催化活性的機(jī)理。
　　 采用甲基橙溶液作為模擬染料廢水,研究了La3+離子摻雜TiO2催化劑

5、在可將光下降解廢水的最佳工藝條件。結(jié)果表明:當(dāng)La3+離子摻雜量為0.1％,煅燒溫度為500℃,甲基橙廢水的pH=5,催化劑用量為1g/L,染料的初始濃度為5mg/L,反應(yīng)時間3小時后,其光催化性能最佳。
　　 研究了在太陽光條件下,La3+/TiO2催化劑處理實(shí)際染料生產(chǎn)廢水的實(shí)際運(yùn)用條件。考察了天氣情況的不同、催化劑濃度的不同以及廢水pH的不同對實(shí)際染料生產(chǎn)廢水降解效果的影響。結(jié)果顯示:在晴天正午時的降解效果是最好的,并且L