TiO-,2--磁性鐵氧化物-凹凸棒石光催化材料制備及性能研究.pdf

1、本論文以天然凹凸棒石為載體，用鐵鹽Fe(NO3)3.9H2O水解沉淀法，使Fe(OH)3沉淀在載體表面，在H2氣氛下煅燒、還原，從而制備磁性鐵氧化物/凹凸棒石復合磁性載體；隨后采用溶膠凝膠法，在磁性基體表面負載鈦酸四丁酯，經水解、煅燒處理后，制備TiO2/磁性鐵氧化物/凹凸棒石復合光催化劑。通過XRD、TEM、MS(磁化率測試)和FT-IR分析其物相的轉變過程、微觀結構的形貌特征和層間的成鍵類型。為提高材料對含染料廢水的吸附、降解性能，

2、以對亞甲基藍(MB)的脫色率為評價指標，確定了材料制備過程中煅燒溫度、加水量、pH、乙醇量及TiO2負載量的最優(yōu)值。利用優(yōu)化的催化劑首先進行吸附亞甲基藍(MB)的動力學實驗，探討了其在染料不同初始濃度、不同溫度及不同轉速下的吸附機理；隨后將其應用于光催化實驗，考察了催化劑投加量、溶液初始濃度、溶液初始pH值、無機氧化劑H2O2的加入幾個因素對脫色率的影響。研究結果表明： (1)采用自制簡易磁性回收裝置，以回收率為評價標準，確定制

3、備磁性基體時，負載質量分數為10％的鐵，300℃充分煅燒，冷卻至室溫，此時磁化率達到1250×10-8m3/kg，回收率約為92％。 (2)優(yōu)化催化劑的制備條件時，確定最佳煅燒溫度是500℃，TiO2負載量為20％(質量比)，溶膠的最佳pH=5.5，n(H2O/Ti(OBu)4)=10(摩爾比)，m(C2H5OH/Ti(OBU)4)=18(摩爾比)。 (3)亞甲基藍(MB)在TiO2/磁性鐵氧化物/凹凸棒石復合光催化劑上

4、的吸附動力學數據能夠較好地符合準二級動力學方程，是物理吸附和化學吸附共存的吸附過程。 (4)催化劑不僅具有好的吸附性能，也具有良好的光催化效果。當pH=5.64，仞始濃度為50 mg/L，投加量為0.5 g/L，300 W中壓汞燈照射下，對亞甲基藍水溶液，3h后去除率高達93％，在暗室條件下的吸附脫色率約為50％。 (5) H2O2的引入，加速了染料的脫色速率；通過紫外可見光掃描及FT-IR分析，發(fā)現亞甲基藍在290 n