納米二氧化鈦-氧化石墨烯復(fù)合光催化劑的制備及性能研究.pdf

1、為了尋求一種能夠有效修復(fù)污染水體環(huán)境并以更為簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)有機(jī)污染物達(dá)到更好降解效果的功能材料，同時(shí)又為能夠提高該功能材料的利用效率，將其運(yùn)用在實(shí)際的污水處理過(guò)程中。本論文著眼于光催化作用和吸附作用對(duì)模擬廢水中有機(jī)污染物，包括羅丹明B(RB)、富里酸(FA)和土霉素(OTC)的去除效果，通過(guò)改進(jìn)的Hummers法制備出純凈的氧化石墨烯，再通過(guò)一步溶膠混合法（One-step Colloidal Blending Methods）制備出

2、具有良好催化活性的納米二氧化鈦/氧化石墨烯（TiO2/GO）復(fù)合材料，并利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線(xiàn)衍射儀（XRD）等手段對(duì)氧化石墨烯和TiO2/GO復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，探究了TiO2/GO復(fù)合材料對(duì)RB、FA和OTC的光催化降解性能和吸附性能，結(jié)果表明：
　?。?）通過(guò)改進(jìn)Hummers法制備的氧化石墨烯較為純凈，層數(shù)少，厚度薄，加入TiO2超聲攪拌制備出TiO2/GO復(fù)合材料后，TiO2能夠均勻的分布在

3、GO之上，復(fù)合材料上二者通過(guò)共價(jià)鍵緊密結(jié)合。
　　（2）考察不同投加量復(fù)合材料對(duì)目標(biāo)污染物的處理效果，由于在一定范圍內(nèi)增加催化劑的用量能夠有效的提升催化劑對(duì)目標(biāo)污染物的降解效率，但當(dāng)復(fù)合催化劑用量過(guò)多時(shí)，會(huì)對(duì)反應(yīng)體系產(chǎn)生一定的掩蔽作用使得催化效率反而下降。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)投加量為50mg/L時(shí)復(fù)合材料處理RB的脫色速率較快，TOC去除率最大，去除效果也最為穩(wěn)定，故綜合考量，復(fù)合材料處理RB的最佳投加量選取50mg/L。
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4、3）光催化反應(yīng)過(guò)程中，由于GO的引入與TiO2復(fù)合起到了協(xié)同作用，TiO2/GO復(fù)合材料對(duì)RB、FA和OTC的UV去除率隨著反應(yīng)的持續(xù)都有了一定程度的提高，除了對(duì)FA的去除率為97.56％，對(duì)RB和OTC的去除率都達(dá)到了99%以上。對(duì)RB、FA和OTC的TOC去除率分別達(dá)到了66.72%、57.92%和71.45%，與純TiO2相比，去除速率也大大提升。最終TiO2/GO復(fù)合材料對(duì)RB、FA和OTC的去除率順序?yàn)椋篛TC>RB>FA，最

5、佳投加量各不相同。
　?。?）TiO2/GO復(fù)合材料重復(fù)利用5次后對(duì)RB的UV554去除率維持在99%以上，TOC的降解效率最終維持在55%左右，說(shuō)明TiO2/GO復(fù)合材料重復(fù)利用性較好。
　　（5）TiO2/GO復(fù)合材料對(duì)三種目標(biāo)污染物的吸附動(dòng)力學(xué)均符合準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，擬合平衡吸附量Qe分別為253.8mg/g、302.11mg/g和115.47mg/g。復(fù)合材料對(duì)RB和FA的吸附過(guò)程更符合Freundlich吸附等