TiO2-PAN碳化納米纖維的制備及其光催化降解腐殖酸的研究.pdf

1、納米TiO2(nano-TiO2)光催化技術在廢水處理及空氣凈化方面顯示出廣闊的應用前景，負載型TiO2光催化劑可以解決催化劑回收難的問題，還能夠克服懸浮態(tài)體系催化劑穩(wěn)定性差和容易中毒的缺點。靜電紡絲技術制備的納米纖維直徑小、吸脫附速度快、物化性能穩(wěn)定，將其作為載體，可以使被降解物與催化劑接觸幾率增加，實現(xiàn)在同一反應器內，吸附和催化的有機結合，大大提高催化效率。
　　 本文將靜電紡絲與溶膠-凝膠相結合制備出TiO2/PAN碳化納

2、米纖維復合催化劑，并研究其對難降解有機物腐殖酸(HA)的光催化氧化去除效果。本文考察了不同紡絲液濃度、預氧化溫度、離心時間、浸漬時間等條件下制得的復合催化劑對HA的光解效果，采用SEM、DSC、XRD等方法對催化劑的表面形貌、熱性能、TiO2的晶型和晶粒尺寸進行了表征，并采用灰分法測定了TiO2的負載量。研究了不同反應條件下復合催化劑光催化降解腐殖酸的效果，對腐殖酸溶液UV254和TOC的去除率進行了比較。為了了解TiO2/PAN碳化納

3、米纖維復合催化劑對腐殖酸的吸附特性以及更好地控制操作參數(shù)，本文還考察了pH、反應液初始濃度對HA吸附性能的影響，在此基礎上，對吸附動力學進行了研究。
　　 研究結果表明，紡絲液濃度質量分數(shù)為3％，預氧化溫度280℃，能得到直徑細、形態(tài)完整的納米纖維，纖維直徑大部分集中在120nm左右；離心時間和浸漬時間分別為1min和2h時，TiO2負載量為22％,平均粒徑為10.9nm，具有較小的尺寸，保證了其具有較高的光催化性能。催化劑投加

4、量為1.6g/L，反應液初始濃度為5mg/L，光反應2h,腐殖酸的UV254值可去除93％;研究發(fā)現(xiàn)，催化劑重復使用也能夠保持較高的催化活性；采用Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型對TiO2/PAN碳化納米纖維光催化降解腐殖酸的動力學進行模擬，相關系數(shù)在0.99以上。復合催化劑對腐殖酸的吸附研究表明，pH是影響吸附性能的關鍵因素；本文用Langmuir和Freundlich吸附方程及Lagergren準一級動力學方程