TiO2納米管光催化臭氧氧化技術(shù)研究及其應(yīng)用.pdf

1、本試驗(yàn)成功制備了形貌較好,呈中空,管端開(kāi)口的銳鈦型TiO2納米管,其外徑5-7nm、壁厚1nm左右、長(zhǎng)200-300nm,比表面積276m2·g-1。相同條件下以垃圾滲濾液為目標(biāo)物,60min時(shí)O3/UV/TiO2納米管較03/UV/P25和03/UV的COD去除率分別提高了20.83％和32.65％。在光催化臭氧氧化工藝中,TNTs最佳煅燒溫度為400℃。
　　 03/UV/TNTs對(duì)腐殖酸降解的最佳工藝參數(shù)為反應(yīng)溫度30℃,

2、Ph值8.5-10.7,催化劑投加量0.4g/L,臭氧投加量383.46mg/h/L,光強(qiáng)0.62mW/cm2,TOC去除率高達(dá)80.12％,UV254去除率高達(dá)96.55％。對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行修正使其可以得出最佳工藝參數(shù),理論最佳工藝參數(shù)為Ph值7.35,TNTs投加量0.806g/L,O3投加量490.00mg/h/L。O3/UV/TNTs對(duì)腐殖酸的降解遵循羥基自由基理論;強(qiáng)堿性原水對(duì)初始IC值的影響及反應(yīng)過(guò)程中IC值的累積導(dǎo)致

3、了TOC去除率的下降;反應(yīng)初期隨著時(shí)間的推移催化劑污染越來(lái)越嚴(yán)重,一段時(shí)間后達(dá)到最大值,之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)污染情況得到改善。
　　 選擇10mol/L的NaOH投加量為19mL,1.0gP25的最佳A12O3摻雜量為0.05g,摻雜形態(tài)為粉體,最佳煅燒溫度為400℃,所得Al摻雜TiO2納米管(Al-TNTs)有很好的可見(jiàn)光催化性能。通過(guò)響應(yīng)面法對(duì)Al-TNTs可見(jiàn)光光催化臭氧化降解腐殖酸TOC進(jìn)行研究分析,初始Ph值對(duì)TOC去

4、除率的影響最小,Al-TNTs投加量和O3投加量對(duì)TOC去除率的影響較為顯著,且都為正面影響,同時(shí),Al-TNTs投加量和O3投加量有明顯的交互作用。
　　 將Al-TNTs設(shè)計(jì)成柱狀可分離產(chǎn)品,宏觀狀態(tài)下為直徑2mm,長(zhǎng)度3mm的圓柱體,且規(guī)格較為一致,微觀狀態(tài)下為多孔結(jié)構(gòu),通過(guò)高倍場(chǎng)發(fā)射透射電鏡掃描可看出柱狀A(yù)l-TNTs為內(nèi)徑5-7nm,管壁1nm左右,長(zhǎng)度30nm-100nm左右的納米管。柱狀A(yù)l-TNTs的比表面積從A

5、l-TNTs的220m2·g-1降低到了153m2·g-1。對(duì)柱狀A(yù)l-TNTs重復(fù)利用對(duì)垃圾滲濾液降解的影響進(jìn)行了考察。隨著催化劑的重復(fù)利用,對(duì)垃圾滲濾液的COD去除效果逐漸降低,60min時(shí),催化劑第一次使用時(shí)的COD去除率為59.27％,第三次使用時(shí)僅為11.4％。將三次污染后的催化劑進(jìn)行尾氣臭氧單獨(dú)再生,COD去除率分別達(dá)到31.3％。所以,尾氣臭氧對(duì)污染后柱狀A(yù)l-TNTs的再生能力較強(qiáng)。設(shè)計(jì)出新型一體化光催化臭氧化流化床反應(yīng)