含鈦高爐渣作為光催化材料降解亞甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、無污染、低能耗等特點(diǎn)，因而在環(huán)境保護(hù)、能源轉(zhuǎn)換、新物質(zhì)合成等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。通過多種改性手段改善催化劑的活性，提高催化劑的光催化效率是將這一技術(shù)推向?qū)嶋H應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。本文從固體廢棄物再資源化、環(huán)境污染防治和半導(dǎo)體光催化材料制備的低成本化出發(fā)，提出將含鈦高爐渣作為光催化材料進(jìn)行綜合利用的新方法。本文在綜述半導(dǎo)體光催化材料的光催化機(jī)理及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，利用處理過的含鈦高爐渣作為光催化材料，研究光催化降解亞

2、甲基藍(lán)溶液的多種影響因素，以尋求含鈦高爐渣綜合利用的新途徑。 實(shí)驗(yàn)所用光源為波長254nm和365nm的紫外燈，將含鈦高爐渣作為光催化材料，懸浮于溶液中進(jìn)行光催化反應(yīng)。以亞甲基藍(lán)降解率為評價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行光催化降解的實(shí)驗(yàn)研究。 首先進(jìn)行了含鈦高爐渣作為光催化材料降解亞甲基藍(lán)溶液的初步研究。結(jié)果表明：含鈦高爐渣具有較好的光催化性能；材料的熱處理溫度、紫外光波長、反應(yīng)時間、溶液的初始濃度、溶液的pH值和強(qiáng)氧化劑H<,2>O<,2

3、>對光催化效果均有一定程度的影響。600℃處理的含鈦高爐渣光催化效果較為顯著。254nm波長紫外光照射比365nm波長紫外光照射下的含鈦高爐渣降解率高。隨著反應(yīng)時間的增加，含鈦高爐渣對亞甲基藍(lán)溶液的降解率也逐漸增大。適當(dāng)?shù)娜芤撼跏紳舛?、溶液的pH值和強(qiáng)氧化劑H202均對亞甲基藍(lán)溶液降解有提高作用。 其次進(jìn)行了含鈦高爐渣改性處理后作為光催化材料降解亞甲基藍(lán)溶液的深入研究。利用XRD、SEM、FTIR、UV-Vis等多種測試手段，從

4、氧化和還原兩個角度對改性含鈦高爐渣的催化活性和表面性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探討了改性機(jī)制，分析了催化劑氧化還原性能的關(guān)系。結(jié)果表明：適量摻雜金屬Cu、稀土氧化物CeO<,2>和Y<,2>O<,3>、過渡金屬離子Fe<'3+>、ZrO<,2>等均對亞甲基藍(lán)溶液降解率有顯著提高。微波處理過后的含鈦高爐渣比未經(jīng)過處理的光催化性能提高較多，其中，在微波處理50min后提高的最多，提高了26.71％。磁場處理對含鈦高爐渣降解亞甲基藍(lán)溶液的光催化性能