易分离TiO2光催化剂的制备及性能研究

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1、摘要多相半导体光催化技术在水处理控制尤其处理废水中难降解有机物污染物方面具有独特的优越性本文针对目前粉末催化剂存在难以有效分离光能利用率低催化剂易于凝聚等缺点制备了易分离的大颗粒纳米晶二氧化钛粉末催化剂漂浮型负载催化剂以及磁性负载二氧化钛催化剂为光催化技术的工程应用提供了新的思路本文以钛酸四丁酯为原料采用溶胶凝胶法制备了大颗粒纳米晶二氧化钛粉末光催化剂采用TG-DTAXRDFT-IRSEM等技术研究了催化剂形成过程颗粒形态及晶相组成在此基础上选择波长为253.7nm的紫外杀菌灯为光源以偶氮染料甲基橙为目标污染物研究了悬浮相二氧化钛粉末对水中污染物的去除效果并讨

2、论了催化剂的不同制备条件对其活性的影响从而得到了催化剂的最佳工艺参数实验研究结果主要表明以钛酸丁酯为原料采用溶胶凝胶法可以制备得到大颗粒的纳米晶二氧化钛该反应制备条件易于控制反应过程平稳TG-DTAXRDFT-IRSEM粒度分析表明二氧化钛产物的晶型粒度以及纳米晶粒径分布能够通过反应条件优化合成出的样品为锐钛矿型纳米二氧化钛其中二氧化钛粉体的平均粒径为30µm纳米晶粒径为10nm负载型催化剂也是解决催化剂分离的另一种途径光催化剂的负载方法对光催化性能致关重要文中采用从粉煤灰中分离出来的飘珠为载体采用烧结法和基于溶胶凝胶法制备了漂浮型光催化剂来处理甲基橙溶液研究

3、了基于溶胶凝胶法制备的光催化剂的光催化性能发现改良溶胶负载的催化剂活性最高同时采用铁磁性物质为磁核外面包覆一层二氧化硅过度层最后负载纳米晶二氧化钛制备了磁载纳米二氧化钛光催化剂研究了负载方式对催化剂光催化活性的影响发现过渡层对催化剂活性有较大的影响采用溶胶凝胶法制备的大颗粒纳米晶二氧化钛催化剂研究了不同初始的甲基橙溶液的光催化降解特性探讨了颗粒催化剂降解甲基橙溶液的动力学过程表明在实验的甲基橙浓度范围内光催化呈一级动力学反应规律关键词易分离光催化剂二氧化钛纳米晶粒负载催化剂光催化活性甲基橙AbstractAsanewenvironment-purifyingt

4、echnique,thephotocatalysisdegradationtechnologyispaidmoreattentionwhileenvironmentpollutionisbeingmoreandmoreserious.Heterogeneousphotocatalysisbysemiconductorshasuniqueadvantagesinwaterpollutioncontrol,especiallyinthetreatmentofwastewatercontainingpoisonousorganiccompoundswhichared

5、ifficulttodestroy.AimingatthedisadvantagesofTiO2powder,suchasdifficultyinseparation,lowusingrateoftransformationofphotocatalytictechnology,preparationprocessofnanosziedTiO2powderandfixedTiO2withnano-crystallinehavebeenpreparedbythesol-gelprocessinginthispaper.Inthisthesis,usingthete

6、tra-n-butyltitauateasmainrawmaterialtopreparetheTiO2photocatalystwiththesol-gelhydrolyticmethod.ThephotocatalystTiO2wascharacterizedbymeansofX-raydiffraction(XRD),scanelectionmicroscope(SEM),FI-IRandBETarea.Onthisbasis,usingultravioletgermicidallampwithmainwavelengthof253.7nmaslight

7、source,thecontaminantsremovalefficiencyinmethylorangewaterwasstudyunderthetreatmentofsuspendednanosizedTiO2photocatalyst.Infulenceofseveralfactorssuchastemperature,titaniumconcentration,amountofdispersingagentaddedandthereactiontimeontheparticlesizes,aggregationandtheoptimumpreparat

8、ionconditionswerest