離子摻雜和核殼結構雙重改性的二氧化鈦光催化劑處理重金屬廢水的研究.pdf

1、二氧化鈦是一種無毒、高效的半導體光催化劑,它在一定波長的光照射下產生氧化性強的空穴和還原性強的光生電子。在過去的幾十年里,人們主要研究其空穴氧化性在有機廢水處理方面的應用,而對光生電子在去除金屬離子方面卻關注較少。
　　本文采用聚苯乙烯作模板,在生成二氧化鈦過程中采用多種離子摻雜,并以二氧化錫作為包覆外殼,制成了不同離子摻雜的、核殼結構的空心的二氧化鈦光催化劑(TiO2,Mn+/SnO2),并對復合光催化劑用紅外波譜、透射電鏡、掃

2、描電鏡、X衍射對其進行表征,實驗過程考察了不同金屬離子摻雜、不同核殼包覆比、不同煅燒溫度對復合光催化劑光催化活性的影響,最終得出:La2+摻雜,核殼比例為5:1,煅燒溫度為873.15K條件下制得的光催化劑具有較優(yōu)的光催化還原活性。FT-IR檢測表明煅燒過程將PS模板去除完全,TEM檢測顯示二氧化鈦內部為空心結構,二氧化錫層均勻地包覆在二氧化鈦層外面,形成核殼結構。 SEM檢測顯示包覆二氧化錫前后光催化劑顆粒均為完整的球狀結構,表面光滑

3、且破損少,團聚少。用 XRD檢測能在各種摻雜的二氧化鈦中分別能檢測到各種金屬離子對應的特征峰,表明離子摻雜成功。同時,XRD檢測出溫度873.15K下煅燒的二氧化鈦復合光催化劑晶型主要是銳鈦礦型。
　　以上述最優(yōu)條件下制備出的復合光催化劑處理鉛、銀離子混合溶液,考察了光催化反應時間、pH、電子供體種類及用量、光催化劑用量、金屬離子溶液初始濃度等因素對光催化還原重金屬離子效果的影響。最終得出光催化還原鉛、銀離子溶液的最優(yōu)工藝條件為: