鋅銅摻雜納米TiO2催化劑光催化氧化水中腐殖酸的研究.pdf

1、本文作者以懸浮態(tài)TiO2態(tài)光催化體系為基礎(chǔ),對飲用水中的腐殖酸進(jìn)行了光催化氧化研究。腐殖酸在水體中,不僅會影響水的色度和嗅味,而且會在氯消毒過程中產(chǎn)生副產(chǎn)物——三鹵甲烷,已有報(bào)道這些小分子鹵代物是致癌物質(zhì)。因此,去除天然水體的腐殖酸,可以很大程度上提高供水水質(zhì),保障人體健康。本文采用溶膠-凝膠法分別制備了摻鋅、摻銅和鋅銅共摻三種改性TiO2,并對其光催化降解腐殖酸進(jìn)行了比較研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以Zn(NO3)2.6

2、H2O為鋅源,采用溶膠-凝膠法制備了摻鋅納米TiO2催化劑。通過XRD、SEM等方法對催化劑進(jìn)行了表征,考察了焙燒溫度和摻鋅量對光催化降解HA的影響。進(jìn)一步研究了降解HA的影響因素得出,取濃度為10mg/L腐殖酸,調(diào)pH=6.5,投入摻鋅量為2％的納米TiO2光催化劑2g/L,在15W紫外燈照射下反應(yīng)3h,腐殖酸的降解率可達(dá)94.19%。當(dāng)腐酸殖濃度和pH值保持不變,在太陽光下,催化劑投加量為1g/L,摻鋅量為5%的納米TiO2光催化反

3、應(yīng)3h對水中腐殖酸的降解率最高可達(dá)71.61%。
　　(2)以Cu(NO3)2.3H2O為銅源,制備了摻銅納米TiO2催化劑。研究了焙燒溫度、反應(yīng)時(shí)間和催化劑投加量等因素對HA去除率的影響。結(jié)果表明,當(dāng)腐殖酸初始濃度為10mg/L,溶液pH=6.5,催化劑投加量為2g/L,摻銅量為0.5%的TiO2在15W紫外燈光照3h下對水中腐殖酸的去除率最高可達(dá)60.82%。太陽光下,保持腐殖酸濃度不變,調(diào)整pH=3.5,催化劑用量為2g/L

4、時(shí),光催化反應(yīng)3h對水中腐殖酸的去除率最高可達(dá)37.5%。
　　(3)以Zn(NO3)2.6H2O為鋅源,Cu(NO3)2.3H2O為銅源,采用溶膠-凝膠法首次制備了鋅銅共摻納米TiO2催化劑。研究了pH、腐殖酸溶液初始濃度和催化劑焙燒溫度等因素對腐殖酸降解率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:當(dāng)腐殖酸質(zhì)量濃度為10mg/L,催化劑投加量為2g/L,在15W紫外燈光照3h下,摻0.5%Cu-1%Zn復(fù)合TiO2光催化劑對腐殖酸的降解率可達(dá)到76