改性納米TiO2光催化劑的制備及其處理印染廢水的試驗研究.pdf

1、TiO2光催化技術(shù)以其高效廣譜的催化性能、無毒害、材料廉價易得等特點,在印染廢水處理領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。但是普通的TiO2光催化劑只能吸收紫外光,并且催化效率低下,使得光催化技術(shù)難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。因此,提高TiO2光催化劑的催化活性,并實現(xiàn)其在太陽光下的催化性能成為近年來光催化技術(shù)研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn),對TiO2光催化劑進(jìn)行改性,并改善催化劑制備方法,能獲得可利用太陽光的高活性的TiO2光催化劑。本文采用溶膠-凝膠和水熱合成兩種方法

2、分別制備Fe元素和N元素?fù)诫s改性的TiO2光催化劑,利用正交試驗方法考察了制備條件對催化劑性質(zhì)的影響,并優(yōu)化制備出一系列高性能的改性TiO2光催化劑,系統(tǒng)地研究了其在不同光源下對模擬印染廢水中染料污染物的降解性能及降解機理,具體研究內(nèi)容如下:
　　1、采用溶膠-凝膠法分別制備了摻Fe和摻N改性TiO2光催化劑,利用正交試驗方法考察了陳化時間、摻雜量、煅燒處理溫度、煅燒處理時間對催化劑性能的影響,并優(yōu)化出在紫外光和太陽光下具有最高催

3、化活性的TiO2光催化劑的制備條件。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)等表征方法,分析了優(yōu)化制備的4個樣品的光催化劑。結(jié)果表明,4個樣品在紫外光和太陽光下降解印染廢水中目標(biāo)降解物亞甲基藍(lán)效率均能達(dá)到95％,且均為較小納米銳鈦礦顆粒,晶粒尺寸在10nm左右。溶膠-凝膠法適合制備改性納米TiO2光催化劑,Fe元素和N元素?fù)诫s均能較好的改善催化劑的催化性能,并擴展其光響應(yīng)范圍至可見光區(qū)。
　　

4、2、采用水熱合成法分別制備了摻Fe和摻N改性TiO2光催化劑,考察了陳化時間、摻雜量、水熱處理溫度、水熱處理時間對催化劑性能的影響。結(jié)果表明,不同光源下具有最高催化活性的TiO2光催化劑的最優(yōu)化制備條件不相同。采用以上表征手段對最優(yōu)化制備的4個樣品研究結(jié)果表明,摻雜Fe元素和N元素能提高催化劑降解亞甲基藍(lán)效率,在紫外光和可見光下均達(dá)到95%以上,且均為納米銳鈦礦。
　　3、采用以上方法優(yōu)化制備的8個TiO2光催化劑樣品在紫外光和太