光催化劑的制備與有機(jī)物降解機(jī)理關(guān)系研究.pdf

1、在催化劑制備方面，本研究主要采用溶膠-凝膠法制備出了TiO2和SrTiO3兩種粉末光催化劑，對主要的制備條件進(jìn)行優(yōu)化后，分別以0.5HZSM-5和0.3HZSM-5作為二者的載體，制備負(fù)載型催化劑，考察負(fù)載量對光催化劑結(jié)構(gòu)和活性的影響，以獲得性能優(yōu)越的負(fù)載型光催化劑，通過XRD、SEM、FT-IR、BET和BJH等表征手段進(jìn)行深入分析。在有機(jī)物降解機(jī)理方面，本課題主要研究不同負(fù)載量的光催化劑對苯酚和活性艷紅X-3B的降解機(jī)理，通過UV-

2、Vis、FT-IR和TOC等分析手段進(jìn)行深入分析。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴以鈦酸四丁酯為鈦源，0.5 mol/L的H3PO4改性的HZSM-5為載體，采用溶膠凝膠法制備了純TiO2以及χTiO2/0.5HZSM-5。結(jié)果表明，樣品中的TiO2主要以銳鈦礦的形式存在，負(fù)載能夠降低TiO2的晶粒尺寸。負(fù)載型催化劑具有較大的比表面積，孔徑分布范圍寬。隨著負(fù)載量逐漸增加，催化劑比表面積呈現(xiàn)減小的趨勢。
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3、硝酸鍶為鍶源，0.3 mol/L的HCl改性的HZSM-5為載體，采用溶膠-凝膠法制備了純 SrTiO3以及χSrTiO3/0.3HZSM-5。結(jié)果表明，樣品中的SrTiO3主要以鈣鈦礦的形式存在，負(fù)載之后SrTiO3晶粒尺寸基本沒有變化。負(fù)載量越大比表面積就越小。負(fù)載之后孔徑分布范圍寬，表現(xiàn)為多級孔道，主要是大孔和介孔結(jié)構(gòu)。
　?、遣捎弥苽涞膬深惔呋瘎钚云G紅X-3B進(jìn)行光催化降解并研究降解歷程，光照30 min，50％TiO

4、2/0.5HZSM-5對活性艷紅X-3B的降解率最高，達(dá)到40.7%，比純TiO2的26.4%提高了14.3%。30%SrTiO3/0.3HZSM-5對活性艷紅X-3B的降解率最高，達(dá)到30.6%，比純SrTiO3的3.5%提高了27.1%。推測羥基自由基首先攻擊的是-NH-中的N原子，并且分解開的物質(zhì)會(huì)繼續(xù)氧化生成醛和酸等小分子物質(zhì)；萘醌被氧化為鄰苯二甲酸，然后被降解為小分子酸或醛。含氯基團(tuán)被氧化成含氯有機(jī)物，但延長反應(yīng)時(shí)間，大部分有

5、機(jī)氯能完全轉(zhuǎn)化為Cl-，小分子的酸或醛被進(jìn)一步氧化為CO2和H2O，最后剩余不可光催化降解的物質(zhì)。
　　⑷采用制備的兩類催化劑對苯酚進(jìn)行光催化降解并研究降解歷程，光照30 min，50%TiO2/0.5HZSM-5對苯酚溶液的降解率最高，達(dá)到44.4%，比純 TiO2的25.5%提高了18.9%。30%SrTiO3/0.3HZSM-5對苯酚溶液的降解率最高，達(dá)到32.2%，比純SrTiO3的15.7%提高了16.5%。推測羥基自由