改性納米二氧化鈦原位光電催化降解活性染料廢水.pdf

1、近年來,納米TiO2因具有高的光催化活性,良好的化學穩(wěn)定性、并且廉價無毒等優(yōu)點,被廣泛應用于有機污染物降解、污水處理、空氣凈化、印染廢水脫色處理等領域,成為研究的熱點。而如何更有效地發(fā)揮其功能是保證光催化反應順利進行乃至工業(yè)推廣的關鍵環(huán)節(jié)。以印染廢水處理為例,TiO2本身對染料等有機物的吸附能力較弱,若采用吸附性載體負載TiO2則可顯著提高TiO2的光催化效率。吸附劑作為載體的最大優(yōu)勢是可以將有機物吸附到TiO2粒子的周圍,增加局部濃度

2、及避免中間產(chǎn)物揮發(fā)或游離,加快反應速度。目前,這方面工作已取得一定的進展。
　　本論文采用溶膠-凝膠方法,制備出具有較高光催化活性的納米TiO2和摻雜稀土離子La3+的TiO2催化劑,并采用多次浸漬超聲-干燥一煅燒操作將其負載在活性炭上,形成摻雜稀土離子La3+的負載型光催化劑TiO2/AC。通過TG、TEM、SEM、XRD、FT-IR、UV-Vis等分析手段對納米TiO2和負載型催化劑的表面形貌、物化性能、晶態(tài)結(jié)構(gòu)等進行了表征。

3、并將其作為第三極,填充至自行設計的一種新型的多層間隔固定床非均相三維電極光電催化反應器。以工廠常用的活性紅染料為研究對象,對該光電反應器進行了三維粒子電極和活性染料降解率的表征。研究了光催化、電催化氧化及光電催化體系對活性染料的降解率曲線,完成了La摻雜量、負載型催化劑用量、染料初始濃度、無機鹽、pH值、外加電壓值對降解率的條件優(yōu)化,最后將脫色后的染色廢水回用于棉織物染色中,對染色織物的顏色特征進行了比較。
　　研究表明;溫度升至

4、450℃,可制得具有較高活性的銳鈦礦型TiO2,染料濃度對光催化反應速率的影響均遵循Langmiur-Hinshelwood動力學模式。在相同條件下,光電協(xié)同催化體系的降解速率常數(shù)大于電催化與光催化體系的降解速率常數(shù)之和,自行研制的新型光電催化反應器具有良好的協(xié)同效應。在該光電催化反應器中,間隔式結(jié)構(gòu)和壓縮空氣可有效增強傳質(zhì)效應及光激發(fā)的TiO2粒子電極之間的碰撞幾率,從而使外電場能有效地捕獲光生電子。外加電壓能有效分離空穴和光電子。L