改性二氧化鈦光催化還原Cr(Ⅵ)及其失活再生的研究.pdf

1、本文采用溶膠-凝膠法制備了不同種類元素摻雜改性納米TiO2光催化劑，并選取不同地域的天然粘土作為載體制備了摻雜改性納米TiO2柱撐粘土。以Cr(VI)為模擬污染物，對催化劑的制備條件、實驗工況、反應(yīng)動力學和反應(yīng)機理進行了研究，并探討了催化劑的連續(xù)使用次數(shù)及再生方法。結(jié)果表明：在最佳實驗條件下，摻氟TiO2（以氟化銨為氟源，F(xiàn)/Ti比為0.1，煅燒溫度為500℃，煅燒時間為3h）對Cr(VI)的去除率可達90.0％；以福建黏土為載體，經(jīng)氮

2、氟共摻改性后的TiO2撐粘土對Cr(VI)的去除效率可達89.1％；空穴捕集劑腐殖酸對Cr(VI)的光催化還原具有促進作用；微溶的CaSO4對Cr(VI)的光催化還原效率有明顯的抑制作用；F-因具有較大的吸附競爭性對反應(yīng)體系有抑制作用，可捕獲·OH的Cl-、SO32-、SO42-和CO32-對反應(yīng)有不同程度的促進作用；具有最高氧化態(tài)的Na+和Ca2+對光催化還原Cr(VI)無明顯影響，可捕獲電子的Cu2+、Hg2+和Ni2+對還原Cr(

3、VI)具有不同程度的促進作用；光催化效率隨光照功率的增大而逐漸提高；柱撐粘土的分離性能優(yōu)于摻氟TiO2的分離性能。摻雜改性納米TiO2光催化還原Cr(VI)符合一級動力學方程，其中摻氟TiO2的反應(yīng)速率常數(shù)為純TiO2的4倍。通過XRD、BET和UV-vis DRS對催化劑進行表征分析，以及X射線熒光光譜對不同地域粘土的檢測分析，發(fā)現(xiàn)表征結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合。對比不同催化劑的連續(xù)使用次數(shù)，結(jié)果表明：氮氟共摻TiO2柱撐粘土催化劑的連續(xù)使用