玻璃彈簧負(fù)載TiO-,2-膜型光催化劑的制備及雙光源光催化降解模擬印染廢水的研究.pdf

1、21世紀(jì)人類社會(huì)面臨的最大困難是解決環(huán)境和能源問題，水污染已經(jīng)引起了社會(huì)各界關(guān)注，太陽能的有效利用是解決能源枯竭的最完美方法。以TiO<,2>為代表的光催化劑具有直接把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，徹底礦化廢水中有機(jī)物的功能，因此光催化是一種環(huán)境友好的污水處理技術(shù)，目前能激發(fā)光催化反應(yīng)的光源主要局限在紫外光區(qū)，開發(fā)最大程度利用太陽光的光催化反應(yīng)具廣闊發(fā)展前景。 本文著眼于我國染料廢水的污染現(xiàn)狀，研究了玻璃彈簧負(fù)載TiO<,2>膜型光催化劑的

2、制備、設(shè)計(jì)了雙光源光催化降解印染廢水反應(yīng)器及對(duì)代表性染料進(jìn)行了雙光源組合的光催化降解。 本實(shí)驗(yàn)以鈦酸四丁酯為原料制備TiO<,2>溶膠-凝膠，采用浸漬-提拉法制備負(fù)載型光催化劑，通過SEM、AFM、UV-vis對(duì)薄膜進(jìn)行表征。以太陽光、紫外燈管為激發(fā)光源，在自制的反應(yīng)器中進(jìn)行降解代表性染料的研究。所得結(jié)論如下： (1)TiO<,2>溶膠-凝膠溶液有良好的穩(wěn)定性，可用于負(fù)載型光催化劑的制備。 (2)普通的鍍膜工藝存

3、在缺陷，需要進(jìn)行改進(jìn)，利用改進(jìn)后的工藝所制備的TiO<,2>膜光催化劑，透光性能好、負(fù)載強(qiáng)度高、剝落物少。 (3)薄膜型催化劑，納米粒子的粒徑在50nm左右，薄膜厚度在200nm左右。 (4)負(fù)載型催化劑，其負(fù)載量隨著薄膜層數(shù)增加而增加，但有一個(gè)極限值，最佳鍍膜層數(shù)為5層。 (5)雙光源反應(yīng)器將太陽光源、人工光源(紫外燈管)、反光裝置三者很好地進(jìn)行了組合，而且可以直接利用太陽光進(jìn)行降解反應(yīng)，具有廣闊實(shí)際應(yīng)用前景。

4、 (6)雙光源器具有明顯組合優(yōu)勢，人工光源可以彌補(bǔ)太陽光源的不穩(wěn)定、時(shí)效性差的缺點(diǎn)，太陽光源可以彌補(bǔ)人工光源成本高的不足，兩者相互補(bǔ)充，而且單光源單獨(dú)使用時(shí)，降解效果良好。 通過太陽光光催化降解染料廢水的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)： (1)由于玻璃彈簧獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu)，負(fù)載效果優(yōu)于相同質(zhì)量玻璃微珠載體。 (2)染料溶液的初始濃度、pH值、流速對(duì)染料的降解效果均有顯著影響。 (3)太陽光光源和紫外燈管均可激發(fā)光催化反