纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究.pdf

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1、16化j蓄理2013年第1期纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究杨海峰张苹文峰(海南优势资源4{=,-Y-材料应用技术教育部重点实验室海南大学材料与4E_v-学院化工系海口570228)【摘要】目的探讨了纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究。方法将钛酸四丁酯与乙醇、冰醋酸、水相结合制成纳米二氧化钛的催化剂设备，然后仔细观察纳米二氧化钛光催化的反应，并研究不同因素对光催化降解聚丙烯酰胺催化性能的不同影响。最后将纳米二氧化钛光催化的反应及表征详细记录。结果适宜的催化剂浓度有利于纳米二氧化钛光催化反应的进行．HPAM对纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺具有一定的影响。

2、结论不同晶型、不同浓度的纳米二氧化钛与不同浓度的聚丙烯酰胺对光催化降解的效率都有着一定的影响。【关键词】纳米二氧化钛；聚丙烯酰胺；光催化；性能纳米二氧化钛也被称为纳米钛白粉，从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下．纳米二氧化钛的外观呈现为白色疏松粉末。纳米二氧化钛具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化的功效，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域，本文主要是探讨了不同晶型、不同浓度的纳米二氧化钛与不同浓度的聚丙烯酰胺对光催化降解的不同效率进行分析和研究。1．实验准备1．1实验的仪器装置与试剂(1)实验的仪器装置有：气流

3、烘干器(气流烘干器具有快速、节能、无水渍、使用方便、维修简单的特点)、101—2型电热鼓风箱、DZ一1型滴定搅拌器、125W紫外灯、PHS一3C型数字式酸度计、玛瑙研钵、电动离心沉降机、DF一101B集热式恒温磁力搅拌器、SRⅨ—4—9型高温电炉。(2)试剂有：冰醋酸、钛酸四丁酯、无水乙醇、聚丙烯酰胺、硫酸、浓硝酸等分析纯试剂。1．2试验方法1．2．1催化剂制备首先．将冰醋酸、无水乙醇、被加入浓硝酸调节PH的水。i种液体进行混合。其次，将钛酸四丁酯滴人到无水乙醇中，并进行搅拌至0．5h。然后将这个搅拌完成的钛酸四丁酯加入到以上i种混合而成的液体中，当这几种液体相互混合后慢慢会

4、呈现出黄色的透明溶胶，这个黄色的透明溶胶经过48—72h后会演变成清澈的、透明的凝胶，将这个清澈、透明的凝胶经过12h保持温度为100。C的干燥后采用30卜1000。(2焙烧。最后。将经过干燥、焙烧的清澈、透明的凝胶进行研磨成纳米二氧化钛(不同粒径)。1．2．2光催化反应首先．取一定浓度的聚丙烯酰胺滴入干净的烧杯中．采用集热式恒温磁力搅拌器对其进行搅拌。其次，取一定量的二氧化钛滴入正等待反应的聚丙烯酰胺中，并利用稀硫酸将这个混合有二氧化钛和聚丙烯酰胺的溶液调试到所需要的PH值。最后，等待烧杯中溶液的光催化反应完全结束后，将溶液中悬浮的杂志分离去除．并将纳米二氧化钛光催化降解聚

5、丙烯酰胺的光催化反应用标准曲线进行处理分析。2．结果2．1不同晶型的纳米二氧化钛的影响本文将锐钛矿晶型的纳米二氧化钛与金红石晶型纳米二氧化钛分别进行光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究的实验，实验结果表明锐钛矿晶型的纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能要比金红石晶型纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能强很多。2．2催化剂浓度的影响本文将不同浓度的催化剂(催化剂浓度为：0．05％、0．1％、0．15％、0．2％、0．3％)与相同浓度的聚丙烯酰胺进行光催化降解实验。实验结果表明浓度为0．05％的催化剂对相同浓度的聚丙烯酰胺的光催化降解效果非常的小，浓度为0．3％的催化剂对相同

6、浓度聚丙烯酰胺的光催化降解不能得到完全的利用．而且造成了光散射的现象．严重影响了光催化降解的反应效率．而浓度为0．2％的催化剂对相同浓度的聚丙烯酰胺的光催化降解是最为有效的，降解率达到100％。2．3聚丙烯酰胺浓度的影响本文将不同浓度的聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的浓度分别为：100mg／L、200mg／L、300mg／L)与0．2％浓度的纳米二氧化钛进行光催化降解实验．实验结果表明采用300mg／L浓度的聚丙烯酰胺的光催化降解效率是最低的。降解速率也是最慢的。而浓度为100mg／L的聚丙烯酰胺的光催化降解效率是最高的．降解速率也是最快的．在实验的20min内聚丙烯酰胺已经完全降解

7、。浓度为200mg／L的聚丙烯酰胺的光催化降解效率则是介于100mg／L浓度与200mg／L浓度是降解效率之间，降解速率也是在两者之间。3．结论综上所述．本文经过不同的纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺实验．对纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究得出的结论有以下i点：(1)锐钛矿晶型的纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能要比金红石晶型纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能强很多，也就是说，锐钛矿晶型的纳米二氧化钛的催化活(下转第18页)北摹蓄理2013年第1期大多。会产生“屏蔽作用”。即被保