Si-Al-Ca-C結構光催化材料制備及降解羥肟酸類捕收劑研究.pdf

1、隨著科學技術與工業(yè)的發(fā)展，受污染的水資源越來越嚴重地威脅著人類的健康和生存質量。任何單一的廢水處理技術都不能滿足越來越高的排放要求。多技術綜合處理生活廢水、工業(yè)廢水成為當今水處理的主流技術。借助光催化反應技術已成為研究的主要領域之一。傳統(tǒng)光催化是在懸浮體系下應用的，具有易失活、難以分離回收并產(chǎn)生二次污染等問題。本研究制備一種密度小于1、化學性質穩(wěn)定、在水介質中漂浮且不散失的光催化劑載體，在載體上復合TiO2，制備出新型光催化材料，并用來

2、降解選礦廢水及機理探討是本文的主要目的。研究內容包括:
　　 1.選擇幾種特定物質，以組分A、B、C、D為原料，制備Si-Al-Ca-C結構多孔輕質材料。詳細研究了影響多孔輕質材料物化性能的因素。在制備配方探索性研究基礎上分別作了單因素條件試驗和正交選優(yōu)實驗，篩選出多孔輕質材料最佳制備工藝條件為:組分A含量為10％、組分B含量為40％、組分C含量為10％、組分D含量為40％、粘結劑CMC(工業(yè)級CMC-Na)含量為15％(占組分

3、總質量的百分數(shù))、800℃焙燒2h。該多孔輕質基體材料在水介質中漂浮時間為42h，散失率為0.65％，體積密度為0.98kg/m3，比表面積為2.5039m2/g，孔隙率為0.0032mL/g，抗壓強度為2.64MPa。材料孔道分布均勻廣泛，形狀規(guī)則，孔徑最小約5um，最大約100um，90％的孔徑在20～60um之間。
　　 2.以含羥肟酸類捕收劑模擬選礦廢水為降解對象，主要考察了各種因素對材料基體復合納米TiO2晶體膜的光催

4、化性能影響?；w表面與TiO2溶膠復合5次，鍵合溫度為700℃，焙燒2h后即為Si-Al-Ca-C基體復合納米TiO2光催化新材料。在pH=3.0±0.1時，對四種羥肟酸類捕收劑的降解率依次為:N-羥基鄰苯二甲酰亞胺(97.06％)>水楊羥肟酸(86.32％)>苯甲羥肟酸(84.06％)2-羥基-3萘甲羥肟酸(73.58％)。連續(xù)使用10次后，基體表面TiO2負載量只有少量損失、降解率略有下降，與使用一次時進行比較，降解率下降了兩個百分

5、點，質量損失了10-4 g。應用研究表明，該材料是一種可高效循環(huán)利用的新型光催化材料。
　　 3.研究探討了N-羥基鄰苯二甲酰亞胺光催化降解動力學及機理，結果表明該反應符合Langmuir-Hinshelwood動力學方程。降解反應速率常數(shù)與N-羥基鄰苯二甲酰亞膠廢水溶液初始濃度成正比；當初始濃度為為20 mg·L-1時，反應速率常數(shù)k最大，為0.0097 min-1。
　　 研究結果表明:相同降解條件下，降解率高低一方