稻殼灰負載二氧化鈦光催化劑的固相合成和特性研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)光催化劑具有穩(wěn)定性高、廉價易得、化學穩(wěn)定性好、抗酸堿腐蝕能力強、無毒等優(yōu)點，是一種優(yōu)良的光催化劑，一直被用于污水中難降解有機污染物（如偶氮類染料、羅丹明、苯酚、硝基苯等）的去除，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的研究和應用。本文以二水合硫酸氧鈦(TiOSO4·2H2O)為鈦源，采用機械研磨的方法使其與草酸鈉(Na2C2O4)在常溫下發(fā)生固相反應，制備出了純凈的TiO2光催化劑。在此基礎上，結(jié)合TiO2光催化劑的負載化技術，

2、以稻殼灰(RHA)為載體制備出了TiO2/RHA復合型光催化劑。采用XRD、TG-DSC、SEM、FT-IR等分析技術對制得的TiO2光催化劑和TiO2/RHA復合型光催化劑進行了微觀結(jié)構(gòu)和形貌等方面的表征，以甲基橙(MO)為目標降解物研究了催化劑的光化學活性。取得的研究結(jié)果如下:
　　 (1)煅燒溫度對TiO2光催化劑的結(jié)構(gòu)和性能有較大的影響，400℃、450℃、500℃煅燒所制得的TiO2光催化材料具有良好的晶體結(jié)構(gòu)，在30

3、0～800℃煅燒溫度范圍內(nèi)，TiO2始終是以銳鈦礦相存在。
　　 (2)考察了不同煅燒溫度下所制得的樣品對MO的降解效果，發(fā)現(xiàn)450℃下煅燒所制得的TiO2光催化材料具有較高的光催化活性，故選取450℃為最佳的煅燒溫度。
　　 (3)450℃下煅燒所制得的樣品表面粗糙，結(jié)合較松散。此外，表觀酸度對催化劑的光化學活性有一定程度的影響，隨著煅燒溫度的升高，各催化劑樣品光降解MO的反應速率常數(shù)減小。
　　 (4)當pH

4、=3.0，MO初始濃度為20 mg/L，450℃下所制得的TiO2光催化劑的加入量為2.0 g/L時，對MO的降解顯示出了良好的光催化效果，經(jīng)15min的紫外光照后，使得MO的脫色率達到了99.3％，同時，TiO2光催化降解MO的動力學線性擬合結(jié)果表明TiO2光催化降解MO遵循一級反應動力學方程。
　　 (5)研究了循環(huán)次數(shù)對TiO2光催化劑降解MO的效果的影響，發(fā)現(xiàn)TiO2光催化劑重復使用5次后，仍然保持著較高的光化學活性，比

5、較循環(huán)實驗前后TiO2光催化劑樣品的XRD圖譜得出，TiO2光催化劑的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化。
　　 (6) TiO2/RHA復合光催化劑樣品中TiO2與SiO2之間形成了Ti-O-Si鍵，銳鈦礦相TiO2較為均勻地覆蓋在稻殼灰的表面。
　　 (7)當Ti/Si摩爾比為1∶3時，所制得的TiO2/RHA復合催化劑的光催化能力最強，當MO初始濃度為25 mg/L，TiO2/RHA復合型光催化劑的加入量為1.50 g/L時，對MO