負(fù)載型納米TiO-,2-催化劑的制備及其在難降解有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、該文從研制和改進(jìn)催化劑材料入手,制備新型負(fù)載型納米TiO<,2>催化劑,并在其結(jié)構(gòu)表征和吸附性能考察的基礎(chǔ)上,對對氯苯酚的降解開展了系統(tǒng)的研究.并通過對催化劑的改性來考察其對甲基橙染料廢水降解效率的提高.采用常壓金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)技術(shù)在活性炭表面沉積構(gòu)成納米TiO<,2>催化劑.對該負(fù)載型納米TiO<,2>催化劑進(jìn)行表征,XRD圖譜表明煅燒溫度為773

2、K時負(fù)載的TiO<,2>晶型結(jié)構(gòu)為銳鈦礦,873K時出現(xiàn)金紅石相.TEM分析表明負(fù)載量為8％(wt)時負(fù)載的TiO<,2>顆粒的粒徑為10~20nm;載體負(fù)載前后BET面積改變僅為6％,表明負(fù)載TiO<,2>后對活性炭結(jié)構(gòu)影響不大.在光催化反應(yīng)體系下,加入負(fù)載型TiO<,2>后降解對氯苯酚(4-cp),實驗結(jié)果表明負(fù)載型TiO<,2>具有較高的光催化效率.由于TiO<,2>半導(dǎo)體的禁帶寬度較大,且量子效率相對較低,對某些有機(jī)污染物(如甲

3、基橙)光催化活性不明顯.為改善負(fù)載型納米TiO<,2>催化劑的性能,對采用MOCVD技術(shù)制備出的TiO<,2>/沸石催化劑,通過硝酸銀溶液浸漬-紫外光照還原沉積的方法將銀沉積在TiO<,2>表面,獲得載銀的改性TiO<,2>/沸石催化劑.通過對甲基橙光照降解的實驗表明,光催化性能較改性前可提高1倍.最佳硝酸銀浸漬液濃度為10<'-3>M,此時該催化劑的光催化性能接近納米TiO<,2>粉末(Degussa P25),但進(jìn)一步提高硝酸銀浸漬

4、液濃度,催化劑光催化性能又降低.實驗通過XRD和TEM對載銀TiO<,2>/沸石催化劑的表征,進(jìn)一步分析了其催化機(jī)理.對該催化劑對對氯苯酚(4-cp)的吸附行為進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)催化劑對4-cp的吸附較好的符合Langmuir吸附等溫方程,4-cp在催化劑上以表面單分子形式吸附.在紫外光照情況下對4-cp進(jìn)行催化降解實驗,并利用Langmuir-Hinshelwood動力學(xué)模型探討了TiO<,2>/活性炭催化劑對4-cp的吸附行為和光催化