載鈦活性炭纖維的制備及其對水中羅丹明B的光催化降解.pdf

1、隨著印染行業(yè)的快速發(fā)展，染料的需求量大增，同時印染廢水的排放量大增，印染廢水具有色澤深、可生化性差等特點，排入水體后消耗大量的溶解氧，降低水體透光率，破壞水環(huán)境生態(tài)平衡，造成了嚴重的水體污染。光催化技術是一種高級氧化技術，光催化過程中產(chǎn)生的活性物質能夠將污染物充分地降解生成二氧化碳和水。二氧化鈦(TiO2)是高穩(wěn)定性的光催化劑，但是在應用于光催化技術中存在難固液分離，不易回收再利用的問題，而將TiO2負載到活性炭纖維(ACF)上則解決了

2、此問題。論文以載鈦活性炭纖維(TiO2-ACF)和染料羅丹明B為研究對象，開展了TiO2-ACF的制備及其特性研究，及其對水中染料羅丹明B的吸附和降解研究。探討了紫外光催化技術、TiO2-ACF聯(lián)合降解羅丹明B的機理以及主要影響因素。
　　首先，通過溶膠凝膠法制備了TiO2-ACF復合材料，采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見吸收(UV-Vis)、傅里葉紅外分光光度計(FT-IR)、X射線光電子能譜(X

3、PS)、全自動比表面積和孔隙分析儀(BET)對TiO2-ACF進行了表征，結果表明，煅燒溫度為400-600℃時，負載在ACF上的TiO2為銳鈦礦型，當煅燒溫度上升到700℃時，TiO2開始出現(xiàn)金紅石型，煅燒溫度為600℃時，負載在ACF上TiO2的晶型最好，結晶度最好;TiO2-ACF的表面有Ti-O和TiO2-OH鍵的形成，煅燒條件下的TiO2-ACF和ACF具有幾乎相同的光譜吸收范圍，并且TiO2-ACF的比表面積小于載鈦前ACF

4、的比表面積，但是載鈦后，中孔比表面積增加。
　　其次，采用TiO2-ACF吸附水中的羅丹明B，考察TiO2-ACF對水中羅丹明B的吸附特性。結果表明，假二階動力學模型和Langmuir等溫模型更適合于描述TiO2-ACF對羅丹明B的吸附，同時Freundlich等溫線擬合度也較好，TiO2-ACF對羅丹明B的吸附既存在單分子層吸附又存在多分子層非均勻吸附。隨著溫度的升高，羅丹明B的吸附量明顯增加，此吸附為吸熱過程。TiO2-ACF

5、的零電荷點為4.07，而且TiO2-ACF對溶液酸堿度具有一定的緩沖能力，在酸性條件下、煅燒溫度為600℃時，對羅丹明B的吸附去除率為85.68％。
　　最后，采用紫外光催化技術聯(lián)合TiO2-ACF去除水中的羅丹明B。結果表明，TiO2-ACF對羅丹明B的吸附能力比ACF低，但是在紫外光條件下，TiO2-ACF對羅丹明B的降解率比ACF、TiO2對羅丹明B的降解率分別高8.60％和16.20％，TiO2-ACF表現(xiàn)出較高的光催化活

6、性，而且TiO2-ACF是一種穩(wěn)定的光催化材料;煅燒溫度為600℃時，光催化效果最好，對羅丹明B的降解率為94.00％;紫外燈功率越大，羅丹明B的去除率越高;溶液初始濃度和pH值越大，羅丹明B的去除率越低;TOC的去除率低于羅丹明B的去除率，羅丹明B僅部分被礦化，光催化過程中H2O2的生成量逐漸增多，pH值呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢，羅丹明B樣品的急性生物毒性呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，羅丹明B溶液出現(xiàn)了微小的藍移現(xiàn)象;采用LC-MS和GC-M