納米TiO2-Ag-AgI復(fù)合光催化劑的制備表征及其降解水中苯酚的研究.pdf

1、苯酚毒性大,難以生物降解,是工業(yè)廢水中常見的污染物之一,對于如何處理此類廢水,一直是各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。以納米TiO2為催化劑的光催化氧化技術(shù)因其反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),為苯酚的降解提供了新的途徑。本文采用溶膠-凝膠法合成納米TiO2/Ag/AgI復(fù)合催化劑,采用光催化氧化法處理水中苯酚,就催化劑的制備、改性、表征、光降解苯酚機(jī)理等展開了如下工作:
　　(1)以鈦酸四丁酯為原料,AgNO3為銀源,制備納米Ag/TiO2復(fù)合催

2、化劑。用XRD、SEM、BET等方法對復(fù)合催化劑進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn),焙燒溫度對催化劑的晶型、粒徑有較大影響。隨著焙燒溫度的升高,TiO2的晶型由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)化,且粒徑不斷變大;摻Ag之后,催化劑的粒徑減小,比表面積大幅度的增大,這表明摻Ag能起到細(xì)化粒子的作用。研究了焙燒溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間、催化劑投加量等因素對苯酚降解率的影響。結(jié)果表明,當(dāng)苯酚初始濃度為50mg/L,pH為5.35,復(fù)合催化劑投加量為1g/L,15W紫外燈光照射3h

3、,焙燒溫度450℃,摻Ag量為0.5％的納米Ag/TiO2復(fù)合催化劑對苯酚的降解率可達(dá)99.5%,這是因?yàn)閾饺脬y之后,能抑制光生載流子的復(fù)合;當(dāng)在太陽光下時(shí)其降解率可達(dá)58%,可能是因?yàn)殂y對光的敏感性,使復(fù)合催化劑的光譜響應(yīng)范圍拓展至可見光區(qū)域。
　　(2)以鈦酸四丁酯為原料,AgNO3為銀源為銀源,以KI為碘源,制備納米TiO2/AgI復(fù)合催化劑。對催化劑進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn),隨著摻AgI量的不斷提高,所制備的催化劑中的比表面積先增大后

4、降低,相比純TiO2均有較大幅度的提高,并使催化劑的光響應(yīng)范圍大幅度的擴(kuò)展到可見光。選用最優(yōu)納米TiO2/AgI復(fù)合催化劑降解水中苯酚,結(jié)果表明,在500℃焙燒溫度下,AgI:TiO2(摩爾比)為0.004時(shí),當(dāng)苯酚初始濃度為50mg/L,pH=5.35,催化劑投加量為1g/L,反應(yīng)3h時(shí),在紫外光和太陽光下苯酚降解率分別可達(dá)95.5%和76.8%,可能因?yàn)榈饣y對光的敏感性,使復(fù)合催化劑發(fā)生紅移。綜合比較上述復(fù)合催化劑的催化性能發(fā)現(xiàn),