光催化活性環(huán)境礦物材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、光催化氧化技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的一種深度氧化技術(shù)(advancedoxidationprocess，AOP)。它是將特定光源(如紫外光)與催化劑聯(lián)合作用對有機(jī)污染物進(jìn)行降解處理的過程。利用光催化氧化技術(shù)，大多數(shù)有機(jī)污染物可以被降解為CO2、H2O等無污染的小分子。因此，光催化氧化技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境污染物的治理已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 利用這一技術(shù)的關(guān)鍵在于光催化材料的制備。因此，制備既高效又經(jīng)濟(jì)的光催化材料是目前研究者關(guān)

2、心和迫切需要研究的問題。TiO2因其具有效率高、能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、適用范圍廣、可減少二次污染等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是諸多光催化材料中最有應(yīng)用前途的一種材料，因此是目前研究的熱點(diǎn)。本論文介紹了半導(dǎo)體光催化理論、TiO2光催化基本原理、納米TiO2光催化材料的制備、提高TiO2光催化材料光催化活性的途徑、TiO2光催化材料的應(yīng)用、TiO2光催化材料負(fù)載技術(shù)的研究進(jìn)展以及目前存在的問題等。 通過粉碎、分級等手段制備了天然金紅石

3、光催化材料。用制備的天然金紅石光催化材料處理含偶氮染料廢水，結(jié)果表明其對偶氮染料的作用既有吸附，也有降解，表明天然金紅石光催化材料有一定的光催化活性。 選用四種不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的礦物，分別是架狀結(jié)構(gòu)的輝沸石、石英，層狀結(jié)構(gòu)的累托石、高嶺土，采用溶膠-凝膠法制備了礦物負(fù)載納米TiO2光催化材料。用制備的光催化材料處理含偶氮染料廢水，結(jié)果表明其對偶氮染料廢水有較高的脫色率。輝沸石、累托石、高嶺土負(fù)載納米TiO2光催化材料對偶氮染料的

4、作用主要為吸附，石英負(fù)載納米TiO2光催化材料對偶氮染料的作用主要為降解。 用γ-巰丙基三甲氧基硅烷對石英進(jìn)行干法改性，用氧化劑將巰基氧化為磺酸基，通過靜電自組裝TiO2制備石英表面自組裝納米TiO2光催化材料。用制備的光催化材料處理含偶氮染料廢水，結(jié)果表明其對偶氮染料廢水有較高的脫色率。其對偶氮染料有一定的吸附作用，但主要為降解作用。 運(yùn)用XRD、XPS等測試手段對制備的光催化材料進(jìn)行了表征以研究其組成。運(yùn)用紫外-