TiO-,2--累托石復(fù)合材料制備及光降解酸性紅B染料廢水研究.pdf

1、1972年,藤島昭和本多健—在n-型半導(dǎo)體TiO<,2>電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用,以此為契機(jī),開始了多相光催化研究的新紀(jì)元.半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)是一種新型的現(xiàn)代水處理技術(shù),由于它能廣泛地利用天然能源——太陽能,且對(duì)多種有機(jī)物有明顯的降解效果,具有廣闊的應(yīng)用前景.但是以TiO<,2>為典型代表的光催化劑在傳統(tǒng)方法上的應(yīng)用存在著量子效率低以及回收困難等缺點(diǎn)而限制其工業(yè)化的推廣應(yīng)用,因此國內(nèi)外學(xué)者積極展開了對(duì)這方面的系統(tǒng)研究,其中包括

2、TiO<,2>催化劑的表面修飾、固載、重金屬沉積、復(fù)合半導(dǎo)體、摻雜稀土元素等技術(shù).該課題旨在開展對(duì)二氧化鈦與累托石的復(fù)合條件以及光催化降解酸性紅B的研究,探索其最佳制備工藝條件及降解有機(jī)物的一般規(guī)律,以期進(jìn)一步充實(shí)光催化劑的負(fù)載技術(shù)以及有機(jī)污水治理方面的研究,為光催化劑的工業(yè)化推廣運(yùn)用補(bǔ)充血液.該課題主要用累托石礦物和四氯化鈦等作為原料,制備了二氧化鈦/累托石復(fù)合材料,并研究了復(fù)合反應(yīng)溫度、灼燒溫度、灼燒時(shí)間等不同因素對(duì)產(chǎn)物的光催化活性

3、的影響,初步探討了各種影響因素的機(jī)理所在,總結(jié)了最佳的復(fù)合工藝條件.實(shí)驗(yàn)用光催化降解酸性紅B作為模擬反應(yīng),結(jié)合X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)等表征手段,研究了復(fù)合材料的制備條件與其光催化活性的關(guān)系.XRD和TEM等測(cè)試表明,一定熱處理溫度范圍內(nèi)溫度越高,產(chǎn)物晶化越明顯.在500℃溫度下處理的復(fù)合材料明顯含有銳鈦礦型和金紅石型TiO<,2>:實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同復(fù)合條件產(chǎn)物對(duì)酸性紅3B的光催化降解效果不同,最佳制備工

4、藝條件可以概括為:灼燒溫度:500℃;復(fù)合反應(yīng)溫度:60℃;HCl/Ti=1.0~2.0(mol/mol):TiCl<,4>/累托石=1 5~25(g/mmol);灼燒時(shí)間:1~2h;老化時(shí)間:24h:較緩慢的柱撐液滴加速度、較稀的累托石懸浮液濃度以及較適宜的反應(yīng)產(chǎn)物洗滌程度.該課題還以自制的材料作為光催化劑,紫外殺菌燈作光源,進(jìn)一步探討了模擬污染物酸性紅3B的光催化反應(yīng)中影響反應(yīng)速度的相關(guān)因素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明污染物初始濃度、催化劑添加量