改性煤矸石-TiO2復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、由于納米TiO2顆粒小，在處理廢水的過程中，導(dǎo)致難以從已經(jīng)凈化了的水中分離出來，容易流失，重復(fù)使用率低。因此，在載體上負(fù)載 TiO2納米材料，這樣不僅克服了TiO2納米顆粒重復(fù)使用率低的缺點(diǎn)，而且可以利用多孔性載體吸附材料的吸附性提高復(fù)合光催化劑的光催化活性。負(fù)載 TiO2的載體分為有機(jī)載體和無機(jī)載體，TiO2一般采用無機(jī)載體。因?yàn)闊o機(jī)物化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫高壓。其中多孔吸附載體有良好的吸附性，多孔吸附載體主要有活性炭、碳納米管和粉煤灰

2、等。但是活性炭，碳納米管等價格較高，不易大規(guī)模生產(chǎn)。因此，本論文采用改性煤矸石為載體，將其與TiO2復(fù)合。改性后的煤矸石具有大的比表面積，可作為 TiO2的吸附載體，同時實(shí)現(xiàn)煤矸石工業(yè)廢物的資源化利用。具體研究方法和內(nèi)容如下：
　　首先，用鹽酸對煤矸石進(jìn)行改性（hydrochloric acid modification gangue簡稱HAG），以Ti(SO4)2溶液為鈦源，CO(NH2)2溶液為沉淀劑，改性煤矸石為載體，采用水

3、熱反應(yīng)制備得到HTiO2/HAG（hydrothermal簡稱H）催化劑，利用SEM、TEM、FTIR和XR對HTiO2/HAG復(fù)合光催化材料進(jìn)行了表征。以羅丹明 B模擬廢水評價復(fù)合材料在紫外光下的光催化活性。結(jié)果表明：當(dāng) HCl改性煤矸石基體懸浮液濃度為5％，水熱溫度為140℃，水熱反應(yīng)2h得到的復(fù)合材料(HTiO2/5HAG)對羅丹明B光催化降解率最高，比純TiO2的降解率高27.66%。
　　同樣先對煤矸石進(jìn)行改性，以 Ti

4、(OH)4為前驅(qū)體，C2H5OH為溶劑，冰醋酸溶液為抑制劑，HAG為吸附載體，采用溶膠凝膠法制備TiO2/HAG復(fù)合光催化劑。利用SEM、TEM、FTIR和XRD對TiO2/HAG復(fù)合光催化材料進(jìn)行了表征。以羅丹明B模擬廢水評價復(fù)合材料在紫外光下的光催化活性。結(jié)果表明：當(dāng)HAG的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%，熱處理溫度為600℃，制得的復(fù)合材料(TiO2/45HAG)對羅丹明 B的光催化降解率最高，比純TiO2的降解率高33.18%。
　　以

5、AgNO3為原料，NaOH為沉淀劑，K2S2O8為氧化劑，采用液相沉淀法將AgO與溶膠凝膠法在最佳條件下制得的TiO2/HAG復(fù)合，制備得到TiO2/HAG/AgO催化殺菌復(fù)合材料。利用SEM、TEM和XRD對TiO2/HAG/AgO復(fù)合光催化材料進(jìn)行了表征。以羅丹明 B模擬廢水評價復(fù)合材料在紫外光下的光催化活性。結(jié)果表明：AgO的質(zhì)量比越大，其復(fù)合材料的光催化活性越低。并通過抑菌圈法測試復(fù)合材料的殺菌性能，當(dāng)TiO2/HAG與AgO的

6、質(zhì)量比為1:3時，其殺菌性能最佳。
　　以 HAG為載體, SrFe12O19為磁核，采用溶膠-凝膠法負(fù)載 TiO2制得TiO2/SrFe12O19/HAG磁載光催化復(fù)合材料。利用SEM、TEM、XRD和VSM對磁載光催化材料的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和磁性能進(jìn)行了表征。以羅丹明B模擬廢水評價復(fù)合材料在紫外光下的光催化活性。結(jié)果表明：隨著 SrFe12O19質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加磁載光催化材料的光催化活性先升高后降低，當(dāng) SrFe12O19的質(zhì)