TiO-,2-光催化劑的制備、固載化及用于染料廢水的降解的研究.pdf

1、染料廢水是主要有害工業(yè)廢水之一，傳統(tǒng)的處理方法的處理效果不好或者處理費(fèi)用較高。光催化氧化法具有降解速度快、降解無(wú)選擇性、氧化反應(yīng)條件溫和、投資少、能耗低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，用納米二氧化鈦光催化處理染料廢水越來(lái)越受到人們的重視。 本文采用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦，采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化制備顆粒二氧化鈦的工藝。正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：鈦酸四正丁酯(TNB)的加入量、乙醇的加入量、水的加入量、硝酸的加入量和煅燒溫度的最佳條件是乙醇48ml、

2、TNB12ml、水2ml、硝酸0.25ml，煅燒溫度為350℃。經(jīng)過(guò)改性后得到高活性的二氧化鈦光催化劑。 本文分別采用直接涂層法、溶膠-凝膠法(S-G)和偶聯(lián)法固載二氧化鈦。提出了固載二氧化鈦牢固度的概念并設(shè)計(jì)出表征牢固度的實(shí)驗(yàn)方法。通過(guò)將固載牢固度和光催化活性二方面綜合來(lái)較全面的評(píng)價(jià)二氧化鈦光催化劑的固載化的效果。與直接涂層法和溶膠-凝膠法相比，偶聯(lián)法固載的二氧化鈦固載牢固、光催化性能好、使用壽命長(zhǎng)。 本文將固載好

3、的二氧化鈦用于處理酸性大紅G染料溶液和十二烷基苯磺酸鈉(DBS)溶液，考察了溶液初始濃度、溶液pH值、H2O2濃度等參數(shù)對(duì)它們降解率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著有機(jī)物初始濃度的升高，有機(jī)物的降解率逐漸下降；O2的加入并沒(méi)有引起有機(jī)物降解率的很大變化；H2O2的存在大大加強(qiáng)了有機(jī)物的降解，對(duì)酸性大紅G溶液H2O2的最佳濃度為0.005％，對(duì)DBS溶液最佳的H2O2濃度為0.0075％；隨著pH的上升，光催化反應(yīng)速率不斷降低；乙醇的加入使得光

4、催化效率降低，隨著乙醇濃度的增大，有機(jī)物降解率逐漸降低；與直接投加法相比，用預(yù)沉積法在其表面沉積Ag+的二氧化鈦具有更好的光催化性能，預(yù)沉積法的最佳Ag+濃度為1.0×10-5mol/l；微量無(wú)機(jī)離子(c=1.0×10-6mol/1)對(duì)反應(yīng)的影響不大。 本文研究了光催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出反應(yīng)的表觀動(dòng)力學(xué)常數(shù)。研究結(jié)果表明光催化反應(yīng)遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)動(dòng)力學(xué)模型，酸性大紅G的光催化降解