基于吸附-光催化體系的懸浮型光催化反應器的研究.pdf

1、半導體光催化作為一種新興技術，意在將綠色太陽能轉化成化學能、電能等，以解決全球能源危機、凈化環(huán)境，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。目前已開發(fā)出多種新型光催化劑應用于染料廢水的凈化，但是研究工作仍主要圍繞粉體光催化劑的制備。而開發(fā)出有效的的工藝以固定光催化劑并設計高效光催化反應器以克服粉體光催化劑不易分離、難回收等不利因素是實現(xiàn)光催化的大規(guī)模應用的關鍵問題。本文采用溶膠凝膠法在空心輕質玻璃珠表面涂鍍不同光催化薄膜，應用于懸浮玻璃珠光催化反應器中以處

2、理模擬染料廢水。玻璃球表面形成的可見光催化薄膜厚度均勻，催化活性高；采用在溶液底部鼓泡的方式推動懸浮玻璃珠勻速轉動，使得染料廢水在催化劑薄膜表面形成均勻的液膜以充分吸收照射光，克服了染料廢水對光的屏蔽作用。本研究主要內容包括：
　?、臖i2O3/TiO2@ SiO2微球可見光催化劑固載薄膜應用于懸浮型光催化反應器的研究。用Sol-gel法在空腔玻璃球表面涂鍍Bi2O3/TiO2@SiO2@Glass balls薄膜，優(yōu)化出了最佳B

3、i/Ti=1.0 mol％，Ti/Si=0.5 mol%，實驗中借助于氧化硅微球的結構，實現(xiàn)可見光下吸附-光催化的協(xié)同作用。在光反應器方面，參考文獻的設計，根據(jù)工程設計原理，成功的構建了懸浮型光催化反應器；在反應器參數(shù)方面，也是優(yōu)化了反應器的工藝參數(shù)，提高了染料廢水的處理能力。
　?、艫gCl/BiOCl@介孔 SiO2增強吸附-光催化薄膜應用于懸浮型光催化反應器的研究。旨開發(fā)新型高效非鈦可見光催化薄膜，采用液相沉積法制備了AgC

4、l/BiOCl薄膜。采用FESEM、XRD和UV-vis DRS等測試手段對材料進行了表征。結果表明，獲得的AgCl/BiOCl薄膜表面均勻，原位引入的Ag粒子的等離子共振效應使得薄膜材料的可見光吸收性能獲得很大提高。將該薄膜應用于懸浮型反應器，對羅丹明B、甲基橙、對氯苯酚等具有優(yōu)異的降解性能。同時該催化劑薄膜性能穩(wěn)定，可多次重復使用。介孔材料的吸附也沒有真正起到降解的作用，只是把污染物從一相轉移到另一相。光催化氧化法可使其徹底礦化，不

5、產(chǎn)生二次污染，主要原理是：半導體在紫外光的照射下產(chǎn)生電子-空穴對，它們在半導體表面分別與不同的基團發(fā)生反應，最終使有機物污染物得到降解。
　　⑶光催化劑植入高曲率玻璃球應用于懸浮型反應器的研究。懸浮型光催化反應器中，對于負載化的納米薄膜，在光催化過程中薄膜的的穩(wěn)定性和重復性是鍍膜工藝中的難題；對于光催化劑，一些催化劑在光照下，會有光腐蝕、光分解的現(xiàn)象,就使得催化劑的使用受限，將催化劑植入到玻璃球原始材料中，就相對的可以來解決部分催