新型二氧化鈦的制備及其光催化降解苯酚的性能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)光催化劑具有穩(wěn)定性高、無(wú)毒害、以及能夠在常溫下光催化降解多種有機(jī)物等特點(diǎn),因此在污水處理中具有廣泛的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。但是,穩(wěn)定的銳鈦礦型TiO2只能利用波長(zhǎng)小于387.5nm的紫外光進(jìn)行降解,并且TiO2在處理液相中污染物時(shí)容易發(fā)生團(tuán)聚、沉淀和流失,從而極大的限制了TiO2的大規(guī)模應(yīng)用。對(duì)TiO2進(jìn)行制備方法改進(jìn)和摻雜改性以及負(fù)載固定,是增加其光譜利用范圍和消除液相處理缺陷的有效途徑。
　　 本論文利用微

2、波合成法制備憎水性離子液體[Bmim]PF6,利用離子液體投加制備TiO2膠體,并通過(guò)后續(xù)的干燥和灼燒處理,制備出一種新型的微米級(jí)TiO2光催化劑。新型TiO2形貌結(jié)構(gòu)、晶相結(jié)構(gòu)分別利用SEM和XRD進(jìn)行了表征分析；并在離子液體投加的基礎(chǔ)上利用金屬離子摻雜的原理制備摻雜型TiO2和利用人工沸石以及紅土磚塊作為新型TiO2的負(fù)載載體制備負(fù)載型TiO2,通過(guò)上述三種類(lèi)型的TiO2對(duì)有機(jī)污染物苯酚的降解試驗(yàn)來(lái)測(cè)定和分析各自的光催化降解性能和光

3、譜的利用范圍。
　　 結(jié)果得出,利用離子液體投加及在后續(xù)的灼燒過(guò)程中將溫度控制在500℃時(shí)所制備出的TiO2顆粒大小分布均勻,并具有一定的比表面積,利于污染物分子的吸附和降解,其晶型主要由大部分的金紅石晶型和少量的銳鈦礦晶型構(gòu)成；當(dāng)灼燒溫度在600℃時(shí),TiO2晶型由金紅石晶型向相對(duì)穩(wěn)定的銳鈦礦晶型過(guò)渡,形成由大量銳鈦礦晶型和少量的金紅石晶型組成的具有更大比表面積及更完善的顆粒分布體系的晶型結(jié)構(gòu),并形成以銳鈦礦型為主體,金紅石型

4、作為缺陷填補(bǔ)的獨(dú)特降解體系使新型TiO2的光催化降解性能有了顯著提高。利用5種常見(jiàn)金屬離子:Pb2+、Cu2+、Ni2+、Fe3+、Zn2+對(duì)新型TiO2進(jìn)行摻雜改性后所制備的摻雜型TiO2的降解性能優(yōu)于未摻雜型TiO2并得出Pb2+的摻雜改性對(duì)降解有機(jī)污染物苯酚的降解效果最好。負(fù)載型TiO2的制備及降解和重復(fù)利用試驗(yàn)證明其能有效解決TiO2在液相處理中流失和難于固定等問(wèn)題,并且負(fù)載載體同新型TiO2粉末產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)提高了催化降解性能。