改性煤矸石-TiO2復合材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、由于納米TiO2顆粒小，在處理廢水的過程中，導致難以從已經凈化了的水中分離出來，容易流失，重復使用率低。因此，在載體上負載 TiO2納米材料，這樣不僅克服了TiO2納米顆粒重復使用率低的缺點，而且可以利用多孔性載體吸附材料的吸附性提高復合光催化劑的光催化活性。負載 TiO2的載體分為有機載體和無機載體，TiO2一般采用無機載體。因為無機物化學穩(wěn)定性好、耐高溫高壓。其中多孔吸附載體有良好的吸附性，多孔吸附載體主要有活性炭、碳納米管和粉煤灰

2、等。但是活性炭，碳納米管等價格較高，不易大規(guī)模生產。因此，本論文采用改性煤矸石為載體，將其與TiO2復合。改性后的煤矸石具有大的比表面積，可作為 TiO2的吸附載體，同時實現(xiàn)煤矸石工業(yè)廢物的資源化利用。具體研究方法和內容如下：
　　首先，用鹽酸對煤矸石進行改性（hydrochloric acid modification gangue簡稱HAG），以Ti(SO4)2溶液為鈦源，CO(NH2)2溶液為沉淀劑，改性煤矸石為載體，采用水

3、熱反應制備得到HTiO2/HAG（hydrothermal簡稱H）催化劑，利用SEM、TEM、FTIR和XR對HTiO2/HAG復合光催化材料進行了表征。以羅丹明 B模擬廢水評價復合材料在紫外光下的光催化活性。結果表明：當 HCl改性煤矸石基體懸浮液濃度為5％，水熱溫度為140℃，水熱反應2h得到的復合材料(HTiO2/5HAG)對羅丹明B光催化降解率最高，比純TiO2的降解率高27.66%。
　　同樣先對煤矸石進行改性，以 Ti

4、(OH)4為前驅體，C2H5OH為溶劑，冰醋酸溶液為抑制劑，HAG為吸附載體，采用溶膠凝膠法制備TiO2/HAG復合光催化劑。利用SEM、TEM、FTIR和XRD對TiO2/HAG復合光催化材料進行了表征。以羅丹明B模擬廢水評價復合材料在紫外光下的光催化活性。結果表明：當HAG的質量分數(shù)為45%，熱處理溫度為600℃，制得的復合材料(TiO2/45HAG)對羅丹明 B的光催化降解率最高，比純TiO2的降解率高33.18%。
　　以

5、AgNO3為原料，NaOH為沉淀劑，K2S2O8為氧化劑，采用液相沉淀法將AgO與溶膠凝膠法在最佳條件下制得的TiO2/HAG復合，制備得到TiO2/HAG/AgO催化殺菌復合材料。利用SEM、TEM和XRD對TiO2/HAG/AgO復合光催化材料進行了表征。以羅丹明 B模擬廢水評價復合材料在紫外光下的光催化活性。結果表明：AgO的質量比越大，其復合材料的光催化活性越低。并通過抑菌圈法測試復合材料的殺菌性能，當TiO2/HAG與AgO的

6、質量比為1:3時，其殺菌性能最佳。
　　以 HAG為載體, SrFe12O19為磁核，采用溶膠-凝膠法負載 TiO2制得TiO2/SrFe12O19/HAG磁載光催化復合材料。利用SEM、TEM、XRD和VSM對磁載光催化材料的表面形貌、晶體結構和磁性能進行了表征。以羅丹明B模擬廢水評價復合材料在紫外光下的光催化活性。結果表明：隨著 SrFe12O19質量分數(shù)的增加磁載光催化材料的光催化活性先升高后降低，當 SrFe12O19的質