改性硅藻土負載TiO2的制備及光催化性能的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種高效利用可見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、光催化活性高，但是TiO2也存在易團聚、易流失等問題，因此本試驗以多孔結(jié)構(gòu)的載體負載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。
　　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價指標，考察不同制備條件及反應(yīng)過程中對光催化效果的影響因素，以期對水中有機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，對水中富里酸UV254和TOC去除效率分別

3、達到78.5％~82.1%和33.4%~34.7%。
　?。?）經(jīng)500℃焙燒的硅藻土對水中富里酸的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過程中加入經(jīng)500℃高溫煅燒的改性硅藻土，控制其負載量為35%，經(jīng)500℃高溫煅燒2h，光催化反應(yīng)270min時，UV25

4、4和TOC去除率分別達到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較均勻的負載在硅藻土表面。
　?。?）以富里酸溶液作為試驗廢水，在紫外輻照的作用下，TiO2/硅藻土復(fù)合催化劑對水中有機物的去除效果最明顯，UV254和TOC去除率分別達到95.8%和44.5%；負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。
　　（

5、4）過硫酸鹽能大大提高富里酸的去除效果，90min時，UV254和TOC去除率分別達到92.7%和40.9%，相當(dāng)于未加過硫酸鹽180min時的UV254和TOC去除率。加入過硫酸鹽后反應(yīng)體系雖然產(chǎn)生了H+，但H+對UV254和TOC去除率的貢獻僅占38.7%和24%。隨著過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)。本試驗條件下，最優(yōu)過硫酸鹽投加量為75mg/L。在過硫酸鹽存在的條件下，pH在5~7時，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)合催化劑相對于TiO2，粒徑增大，完全能被2μm的微濾膜截留。
　　（5）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，過硫酸鹽投加量為75mg/L，pH值為7時，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度在逐漸衰減，