納米TiO-,2-光催化降解苯胺廢水研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,水污染問(wèn)題日益突出,已成為社會(huì)關(guān)注的重要環(huán)境問(wèn)題。納米TiO2光催化技術(shù)以其成本低、反應(yīng)條件溫和、降解效果好等優(yōu)點(diǎn)成為有效的較有潛力的污染治理方法。目前國(guó)內(nèi)外在以純TiO2為催化劑降解污水方面開展的研究工作較多。本文以苯胺廢水為模型污染物,分別考察了金屬非金屬離子共摻雜、稀土元素?fù)诫s以及雜多酸負(fù)載TiO2光催化治理廢水的情況。
　　 利用溶膠-凝膠法制備了純TiO2以及摻雜Fe3+、Fe3+/F-、N

2、b5+/F-的TiO2粉體光催化劑,通過(guò)紅外光譜儀(FT-IK)、X射線衍射(XRD)、分光光度計(jì)、電子能譜(EDS)等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征,并考察了催化劑光催化降解苯胺廢水的主要影響因素。紅外圖譜分析可知,當(dāng)摻雜Fe的量為0.05％時(shí),TiO2特征峰2366.66 cm-1和472.56cm-1附近均出現(xiàn)相似的特征峰,但強(qiáng)度有所增大,同時(shí)472.56 cm-1處的峰向右移動(dòng),這是Fe-O鍵與Ti-O伸縮振動(dòng)共同作用及摻雜后納米粉體的

3、粒徑變大引起的。從紅外圖譜上可以看出Fe3+離子對(duì)TiO2晶型起到一定作用,已經(jīng)與TiO2復(fù)合在一起。XRD分析得知,TiO2催化劑平均粒徑約為12.57 nm,Fe3+/F-摻雜后粒徑增大,平均粒徑為13.16 nm,催化劑的結(jié)構(gòu)仍為銳鈦礦晶型,但光催化活性提高。三種不同摻雜TiO2催化劑的最佳摻雜量分別為0.05％、0.05％/2％、0.1％/1％,經(jīng)過(guò)2 h紫外光照射反應(yīng),苯胺廢水降解率分別為97.64％、98.20％、98.32

4、％左右。
　　 制備了稀土離子(Ce3+、Nd3+、Pr3+.)摻雜的TiO2納米晶。利用FT-IR、XRD手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:稀土離子摻雜可以明顯提高T的光催化活性,對(duì)于摻雜稀土離子的種類、濃度不同,其提高TiO2光催化活性的效果也不同。釹的最佳摻雜濃度為0.1％,降解率可達(dá)到98.47％；鈰的最佳摻雜濃度為0.5％降解率可達(dá)到99.20％。另外,稀土元素與非金屬元素共摻雜也可在一定程度上提高二氧化鈦的光催化

5、活性。釹0.05％與氟2％共摻雜效果比純二氧化鈦有所提高,降解率可達(dá)99.08％；鈰1％與氟2％共摻雜降解率為96.14％。
　　 以二氧化鈦為載體,利用浸漬法制備了固載多金屬氧酸鹽光催化劑。考察了浸漬時(shí)間、燒結(jié)溫度、載體用量和浸漬濃度對(duì)以二氧化鈦為載體的固載光催化劑催化活性的影響,利用紅外光譜對(duì)所制備的固載光催化劑進(jìn)行表征。以磷鎢酸水溶液浸漬TiO2粉末,浸漬時(shí)間為28 h、浸漬液濃度為0.04 mol/L、烘干溫度為85℃、

6、馬弗爐燒結(jié)溫度為400℃、燒結(jié)時(shí)間為2 h、二氧化鈦固載量為0.5 g,制得的催化劑光降解活性最高。與純的TiO2光催化劑相比,光催化劑磷鎢酸/TiO2固載型的催化活性有了很大的提高,可見光下對(duì)苯胺的降解率從34.2％提高到60.3％。以磷鉬酸水溶液浸漬TiO2粉末,浸漬時(shí)間為26 h、浸漬液濃度為0.04 mol/L、烘干溫度為85℃、馬弗爐燒結(jié)溫度為450℃、燒結(jié)時(shí)間為2 h、二氧化鈦固載量為0.6 g,制得的催化劑光降解活性最高。