ag掺杂二氧化钛纳米管光催化降解百草枯的研究

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1、Ag掺杂二氧化钛纳米管光催化降解百草枯的研究Ag掺杂二氧化钛纳米管光催化降解甲基橙及百草枯废水的研究摘要：关键词：光催化，钛酸盐纳米管，Ag，掺杂1引言1.1纳米光催化氧化技术简介1.1.1二氧化钛光催化氧化原理，在环境等方面的应用光催化反应依赖于光能和一种催化活性物质，当紫外灯照射催化剂时，低能价带电子被激发到高能导带上，留下一个正电荷空穴，从而引发电子分离。导带电子和价带空穴再结合或者发生氧化还原反应，被称之为界面的电荷转移。如果发生氧化还原反应，电子将O2还原成超氧自由基(O2-)，空穴将把

2、H2O氧化成羟基自由基(OH-)和H+。生成的自由基将继续与TiO2表面有机物发生反应，最终分解有害物质[1]。图1表示了TiO2光催化的反应机理［12］。20世纪70年代Fujishima[2]首次发现了TiO2基光催化材料,它不仅可以利用太阳能来降解、消除有机污染物,而且这类材料安全无毒、稳定性好、氧化能力强,在污水处理技术方面具有广阔的应用前景[2]。图1TiO2光催化的反应机理Fig．1TiO2photocatalysismechanism1.1.2介绍Ag改性的原理1.2Ag修饰纳米二氧

3、化钛的制备及应用(1,2)1.2.1Ag改性纳米二氧化钛的不同制备方法1.溶胶凝胶法(3-19)，Zhangsan[3].光催化反应依赖于光能和一种催化活性物质，当紫外灯照射催化剂时，低能价带电子被激发到高能导带上，留下一个正电荷空穴，从而引发电子分离。导带电子和价带空穴再结合或者发生氧化还原反应，被称之为界面的电荷转移。如果发生氧化还原反应，电子将O2还原成超氧自由基(O2-)，空穴将把H2O氧化成羟基自由基(OH-)和H+。生成的自由基将继续与TiO2表面有机物发生反应，最终分解有害物质。图1

4、表示了TiO2光催化的反应机理［12］夏晓林，陈芳，刘浴淮，等．Ag+掺杂TiO2薄膜的低温制备及其光催化性能研究［J］．科学技术与工程，2011，11(3):513-516．,dli[6]光化学沉积法(20-24)，化学还原法(25-28)，光催化还原法(22,28-40)，磁控溅射法(41)，微波合成法(42)，水热晶化法(43-49)，浸渍法(50)，其他制备方法(51,52)1.2.2Ag改性纳米二氧化钛在环境中的应用1偶氮染料亚甲基蓝(4,17,20,25,26,35-37,41,50,

5、54)，甲基橙(5,8,14,15,23,33,55罗丹明B(6,12,38)茜素红(18)，2.苯酚类二卡基砜(53)，苯酚(16,22,54,56,57)4-氯苯酚(29)，硝基苯(39)，气相甲苯(19,45)，邻硝基氯苯(60)，3.抗菌抗菌(9,10,13,25,28,33,43,51)，苯胺(30)，)，抑制蓝藻(58)，4.其他磺基水杨酸(21,22)，，H酸(22,31)，甲酸(32)，甲醛废水(48)，，乙烯(11)，脱氮（氨氮和亚硝基氮的）(13,27,34)，溴虫腈(59)，

6、1.4本文研究的目的及意义2实验部分2.1实验药品及仪器（参考）2.2Ag改性钛酸盐纳米管制备方法（叙述制备步骤）硝酸银乙澊溶液，取1g溶于30ml乙醇中，浓度是0.2mol/L.溶液A：取10ml钛酸丁酯（0.03mol）到滴液漏斗中，再加入15ml硝酸银乙醇溶液：具体配比如下,0.1（1.5ml+13.5ml乙醇）,0.3（4.5ml+10.5mL乙醇），0.5（7.5ml+7.5ml乙醇）,1.0%（15ml）M.摇均得到溶液A。溶液B：在聚四氟乙烯烧杯中装入50ml10M氢氧化钠水溶液。溶

7、液B放置到磁力搅拌器上，在不搅拌下将溶液A逐滴滴加到溶液B中，滴加完后要继续搅拌30min。然后将其转入高压反应釜中，密封，将其在180度烘箱中热反应12h。自然冷却后洗涤至中性。冷冻干燥。2.3产物表征方法2.4光催化性能测试方法（描述光催化测试甲基橙步骤，给出甲基橙去除率计算公式）3结果与讨论3.1产物表征XRD,SEM，FT-IR（参照文献《Fe_3_掺杂二氧化钛薄膜的自组装制备及其光催化性能研究》）,UV,差热分析，N-BET3.2暗态吸附平衡3.3光催化性能分析(61)3.3.1Ag不同

8、掺杂量的影响（做图，图中含有不同掺杂量的甲基橙溶液紫外光谱图。）硝酸银乙澊溶液，取1g溶于30ml乙醇中，浓度是0.2mol/L.取10ml钛酸丁酯（0.03mol）到滴液漏斗中，再加入15ml硝酸银乙醇溶液：具体配比如下,0.1（1.5ml+13.5ml乙醇）,0.3（4.5ml+10.5mL乙醇），0.5（7.5ml+7.5ml乙醇）,1.0%（15ml）M(不同时间取样测试A，0,30min,1h,2h,3h,4h).3.3.2热处理温度的影响400,500,600,700,