摻雜透輝石的光催化性能研究.pdf

1、本文以含鈦高爐渣中主要礦物之一的透輝石為研究對象。采用燒結(jié)合成法制備透輝石，探討了透輝石在暗反應條件下吸附亞甲基藍的特性，評價了純透輝石的光催化活性，考察了金屬離子對透輝石的摻雜改性，初步研究了透輝石光催化降解亞甲基藍反應機理。通過對含鈦高爐渣中主要礦相之一的透輝石研究，進一步探究含鈦高爐渣的光催化性能，為含鈦高爐渣運用于光催化材料的研究提供理論基礎，對含鈦高爐渣的生態(tài)化利用具有重要意義。
　　應用CaCO3，MgO和SiO2為原

2、料，采用燒結(jié)的合成方法制備透輝石(MgO·CaO·2SiO2)，通過實驗研究，獲得透輝石合成的最佳溫度。實驗結(jié)果表明:通過XRD、SEM、FT-IR、UV-vis分析可知，在焙燒溫度1400℃、焙燒時間3h條件下，能夠制備出純透輝石。
　　初步探討了透輝石在暗反應條件下吸附亞甲基藍的特性，分析了透輝石投加量對其吸附亞甲基藍的影響。實驗結(jié)果表明:透輝石對亞甲基藍的吸附比較符合Lungmuir型吸附等溫式，飽和吸附量為0.835mg/

3、g，透輝石對亞甲基藍的吸附是化學吸附，亞甲基藍在吸附過程中發(fā)生了化學反應。吸附在0.5h內(nèi)達到吸附/脫附平衡，亞甲基藍溶液濃度為5mg·L-1時，吸附去除率可達31％。
　　研究了作為光催化標的物的亞甲基藍特性，分別測定了亞甲基藍的吸收曲線和標準曲線，并測定了亞甲基藍自身在紫外光下降解的情況。結(jié)果表明:亞甲基藍在紫外光照時間1h以內(nèi)，光催化降解速率較快，當光照時間為1h，降解率為12％。在1h之后，隨著光照時間的延長，亞甲基藍自身

4、紫外光光催化降解速率很慢，降解率基本保持不變，維持在12％左右。
　　通過對于合成純透輝石的研究，了解它是否具有光催化性能。結(jié)果表明:合成透輝石礦物對亞甲基藍具有光催化降解效果，加入0.3g透輝石在紫外光(365nm)下照射4h可使初始質(zhì)量濃度為5mg/L并達到吸附平衡后的亞甲基藍溶液降解28％，除去紫外光照射對亞甲基藍的降解作用后仍可達16％;通過本實驗研究，透輝石具有一定的光催化性，但純的合成透輝石光催化效率較低。
　　

5、Fe3+摻雜透輝石的改性實驗中，主要考察了摻雜量對透輝石光催化性能的影響。實驗結(jié)果表明:利用浸漬焙燒的方法制備的合成產(chǎn)物為含鐵透輝石，是鐵元素取代透輝石中元素形成的;通過對不同F(xiàn)e3+摻雜量下對亞甲基藍的降解實驗知，隨著Fe3+摻雜量的增加，摻雜后的透輝石的光催化能力提高，當Fe3+摻雜量在1.848％時，光催化的能力達到最強，降解效果最好能達到91％，繼續(xù)提高Fe3+摻雜量，光催化效果降低。
　　鈦摻雜透輝石的改性實驗結(jié)果表明: