改性硅藻土負(fù)載TiO2的制備及光催化性能的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種高效利用可見(jiàn)光或紫外光并有效治理環(huán)境污染的新型處理技術(shù),在眾多的催化劑中,TiO2化學(xué)穩(wěn)定性高、氧化能力強(qiáng)、光催化活性高,但是TiO2也存在易團(tuán)聚、易流失等問(wèn)題,因此本試驗(yàn)以多孔結(jié)構(gòu)的載體負(fù)載TiO2,二者耦合產(chǎn)生協(xié)同作用,提高TiO2的處理能力,擬解決TiO2分離難、難以回收利用等缺點(diǎn)。
  本課題采用溶膠凝膠法,制備出具有較高光催化活性的TiO2/硅藻土復(fù)合光催化劑,以水中富里酸UV254和TOC的去除率

2、作為復(fù)合催化劑催化性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),考察不同制備條件及反應(yīng)過(guò)程中對(duì)光催化效果的影響因素,以期對(duì)水中有機(jī)物的光催化降解提供參考和依據(jù)。主要得出以下結(jié)論:
 ?。?)確定了TiO2催化劑的最優(yōu)制備工藝參數(shù),即為V[Ti(OC4H9)4]:V[H2O]:V[C2H5OH]:V[HAC]=10:4:40:4,經(jīng)500℃高溫煅燒2h。最優(yōu)條件制得的TiO2催化劑近似球狀,大小均勻,粒徑在20nm左右,對(duì)水中富里酸UV254和TOC去除效率分別

3、達(dá)到78.5%~82.1%和33.4%~34.7%。
  (2)經(jīng)500℃焙燒的硅藻土對(duì)水中富里酸的UV254去除效率最明顯;TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑最佳制備工藝為:制備TiO2過(guò)程中前驅(qū)物的加入量為V[Ti(OC4H9)4]:V[H2O]:V[C2H5OH]:V[HAC]=10:4:40:4,在制備TiO2過(guò)程中加入經(jīng)500℃高溫煅燒的改性硅藻土,控制其負(fù)載量為35%,經(jīng)500℃高溫煅燒2h,光催化反應(yīng)270min時(shí),UV25

4、4和TOC去除率分別達(dá)到97.4%~98.3%和54.3%~55.2%。所制備的TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑中TiO2呈銳鈦礦型且TiO2較均勻的負(fù)載在硅藻土表面。
  (3)以富里酸溶液作為試驗(yàn)廢水,在紫外輻照的作用下,TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑對(duì)水中有機(jī)物的去除效果最明顯,UV254和TOC去除率分別達(dá)到95.8%和44.5%;負(fù)載型催化劑中因硅藻土的存在,使吸附效果明顯提高;復(fù)合催化劑最優(yōu)投加量為1.43g/L。
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5、4)過(guò)硫酸鹽能大大提高富里酸的去除效果,90min時(shí),UV254和TOC去除率分別達(dá)到92.7%和40.9%,相當(dāng)于未加過(guò)硫酸鹽180min時(shí)的UV254和TOC去除率。加入過(guò)硫酸鹽后反應(yīng)體系雖然產(chǎn)生了H+,但H+對(duì)UV254和TOC去除率的貢獻(xiàn)僅占38.7%和24%。隨著過(guò)硫酸鹽投加量的增加,水中富里酸的去除率先增加后處于平衡狀態(tài)。本試驗(yàn)條件下,最優(yōu)過(guò)硫酸鹽投加量為75mg/L。在過(guò)硫酸鹽存在的條件下,pH在5~7時(shí),光催化反應(yīng)效果最

6、為明顯。TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑重復(fù)使用五次后,UV254和TOC去除率仍能達(dá)到90.1%和42.4%,損失率僅為5.6%,是TiO2損失率的1/4;且復(fù)合催化劑相對(duì)于TiO2,粒徑增大,完全能被2μm的微濾膜截留。
 ?。?)在15W的紫外輻照條件下,TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑投加量為1.43g/L,過(guò)硫酸鹽投加量為75mg/L,pH值為7時(shí),能夠有效降解富里酸、腐殖酸和土霉素,其中富里酸在光催化降解下熒光峰的強(qiáng)度在逐漸衰減,

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