硅藻土負(fù)載TiO-,2-的制備及其染料吸附降解性能的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、紡織印染工業(yè)每年都產(chǎn)生大量的染料廢水,許多染料為含偶氮鍵、多聚芳香環(huán)的復(fù)雜有機(jī)物,可致畸、致癌、致突變,因此,去除這類廢水中的染料非常重要。許多染料抗氧化、難降解,采用傳統(tǒng)的處理方法較難將染料有效去除。目前,TiO2光催化技術(shù)作為一種染料削減技術(shù)己引起廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的TiO2光催化技術(shù)主要以人工紫外光作為光源,成本昂貴,太陽(yáng)光的應(yīng)用雖然解決了光源問(wèn)題,但TiO2只能利用不到太陽(yáng)光能量5%的紫外光部分,效率低,且TiO2懸浮體系存在分離回

2、收困難的問(wèn)題,這些都限制了光催化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。因此實(shí)現(xiàn)TiO2固定化、提高TiO2可見(jiàn)光催化活性成為了光催化領(lǐng)域的重要課題。
   本文采用溶膠-凝膠法,以硅藻土礦物為載體,制備了TiO2/硅藻土復(fù)合光催化劑,并對(duì)TiO2進(jìn)行Fe3+摻雜改性,從而制備出具有可見(jiàn)光響應(yīng)的、對(duì)染料具備吸附-降解集成處理效果的高效復(fù)合光催化劑。由此,本文開(kāi)展了硅藻土負(fù)載TiO2光催化劑的制備工藝、材料性能表征、染料吸附性降解能、染料吸附降解動(dòng)力學(xué)

3、方程及光催化降解機(jī)制和途徑等一系列較為系統(tǒng)的研究,主要研究成果如下:
   在TiO2前驅(qū)物體積比為V鈦酸丁酯∶V乙醇∶V鹽酸∶V水=1∶5∶0.05∶0.2,TiO2負(fù)載量為37.5%,焙烘溫度為500℃,焙烘時(shí)間為1h時(shí),制得的TiO2/硅藻土復(fù)合光催化劑在紫外光下對(duì)染料具備良好的脫色效果。隨著染液初始濃度的線性增加,染液的脫色率隨之呈非線性降低;隨著負(fù)載型催化劑用量的線性增加,染液的脫色率也隨之呈非線性增加;染液pH值較低

4、時(shí)的脫色效果明顯好于pH值較高時(shí)的脫色效果。
   適量摻鐵時(shí),Fe3+是以離子形式摻入TiO2晶格中;過(guò)量摻鐵時(shí),過(guò)量的鐵以游離氧化鐵形式存在,本文中Fe3+較佳摻雜量為0.2%。鐵摻雜二氧化鈦樣品較未摻雜樣品發(fā)生了吸收帶紅移,在400~600mm區(qū)間的光吸收顯著增強(qiáng)。Fe3+-TiO2/硅藻土在日光下對(duì)染料的脫色效果優(yōu)于TiO2/硅藻土的脫色效果。
   羅丹明B在催化劑上的吸附符合Langmuir吸附模式,催化劑對(duì)

5、羅丹明B的降解動(dòng)力學(xué)方程符合Langmuir-Hinshelwood模式。通過(guò)HPLC推測(cè)了羅丹明B的五種脫乙基同分異構(gòu)體:羅丹明、N-乙基羅丹明、N,N-二乙基羅丹明、N-乙基-N'-乙基羅丹明、N,N-二乙基-N'-乙基羅丹明;GC-MS鑒定了8種小分子有機(jī)酸:3-羥基苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、丁二酸、鄰苯二甲酸、己二酸、丙酸、苯甲酸、辛酸等。結(jié)果推測(cè)羅丹明B在日光下可能的降解途徑主要包括四個(gè)過(guò)程:脫乙基、發(fā)色共軛結(jié)構(gòu)的破壞、開(kāi)環(huán)、礦化。

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