负载型改性纳米tio-2c2-光催化降解染料废水的试验研究

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1、广东工业大学工学硕士学位论文杂纳米Ti02粉体的催化性能，实验发现在这些改性的Ti02粉体材料中，同时掺O．05％铁和掺o．02％镧的效果最好。在光催化降解实验中，在掺0．05％铁的基础上掺0．02％镧的粉体光催化效率约为在掺0．05％铁的基础上掺0．02％锡的粉体的光催化效率的1．5倍。程学群等【18]探讨了利用微波加热技术对纳米Ti02表面进行改性的方法，试验结果表明，以油酸作为改性剂对Ti02表面改性效果明显。张海禄等【19l考察了用A92C03法制备的载银Ti02对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)降解反应催化活性的差异，结果表明，与未改性负载催化剂比较，载银Ti02的光催化活性得到了明

2、显提高，最佳载银量约为5％，经红外干燥处理载银10％Ti02对SDBS的4h和5h催化降解率分别达到了80．40％和89．57％。除了上述的Ti02改性技术外，由于光催化水体中的有机污染物呈现出复杂性和多样性，单一的处理方法往往达不到预期目的，这时可以考虑几种技术的联合使用。把光催化技术作为预处理或后处理与其它方法相结合，产生高效、经济的联用技术是行之有效的。文献【猢道了超声同光催化氧化联用(Us／I)vm02)降解多氯联苯。当使用五氯苯酚作模拟基质，溶液中存在浓度为0．2％T102的情况下，紫外辐射照射脱氯比较有效。当在紫外辐射中联用超声辐照时，脱氯效果显著增加，可增加20％L右。泽田胜

3、也等口11研究了同时光催化氧化-超声辐照、先光催化氧化后超声辐照以及先超辐射照后光催化氧化三种不同工艺对1，2---二--氯乙烯(DCE)的降解效果；研究表明，先超声辐照后Hg灯光催化氧化，超声辐照减小了Ti02颗粒粒径，并加快了DCE向Ti02粉末表面传质，有利于后续的rig灯对DCE的光催化降解，从而大大提高了DCE的降解效率。刘刚圈探索了光催化氧化-混凝工艺处理化工废水的工艺条件，发现最佳的处理条件为pH=3，以低压汞灯为光源，光照1．5h，沉降O．5h。在该工艺条件下对coD盯为173～70144mg／L的对十二烷基苯磺酸钠废水、苯酐废水、富马酸废水、邻苯二甲酸二辛酯废水、对苯二甲

4、酸废水、对苯二甲酸二甲酯废水、腈纶废水、橡胶废水、印染废水等进行了处理，coDcr去除率为38％～96％，出水BOD5与C01)cr的去除率相对于单纯的光催化均有所提高，印染废水色度去除率>96％。姚清照∞埔临了纳米Ti02膜及光透电极，以此作为工作电极和光催化剂，研究了光电催化方法对水溶液中染料的降解效果；实验表明，同单纯光催化降解相比，光电催化降解对三种染料一品红、铬蓝K、铬黑T溶液的降解效果都很好。郑少波等例利用光磁协同处理冷却水时发现，光磁协同4第一章绪论处理后的冷却水具有灭菌、阻垢、缓蚀的作用，腐蚀性基本达到了加药处理的水平。1．1．2纳米Ti02光催化剂的负载技术光催化技术中光

5、催化剂的使用主要有两种形式，即直接使用Ti02粉体的悬浮体系和将Ti02负载在基材上进行催化反应。在纳米Ti02的实际使用中，特别是在水处理的应用中，大多是采用Ti02的悬浮体系[251，以Ti02粒子悬浮在溶液中进行反应。这种方法的优点在于：接触表面较大。但也有很多缺点：因是悬浮液，其透光性差，光照的效率低；水处理后需对TiO'2粒子进行回收，工艺复杂。因此光催化剂的固化就成为光催化技术中不得不解决的一个问题【26]。同时，利用光催化技术进行材料的改性时，光催化剂的负载也是其中的关键问题。当前固化Ti02主要采用的是以Ti02薄层的方式承载于基材之上，从负载的基材来说大致可分为：金属、塑

6、料、硅酸盐材料、炭材料、天然高分子材料等，因为纳米Ti02在光照下能催化氧化并分解有机物，故所用载体绝大多数为无机材料，以硅酸类为主，其次有金属、活性炭等【2‘”。但是随着研究的深入，几乎对基材没有多少限制，这是由于多元化的负载技术能将Ti02负载到各种材料上。常用的负载方法有溅射法、沉积法、涂层法、组装法等，这些方法根据原料和基材的不同而各有其应用的范围和优点【28】。1．1．2．1玻璃类因玻璃廉价易得，本身对光具有良好的透过性，而且便于设计成各种形状的光反应器，故绝大多数实验室研究工作和开发性工作以玻璃作为载体。具体而言，有玻璃片【291、玻璃纤维网或布‘30l、空心玻璃微球‘3”、玻

7、璃珠吲、螺旋形玻璃管‘331、玻璃筒‘341、多孔硼硅酸盐耐热玻璃片[351、玻璃滤片㈨以及光导纤维【37】等。之所以使用不同形式的玻璃，主要由研究目的的不同而定，因为对玻璃片上的负载技术的研究，是开发各种形状的玻璃质光化学反应器的前期研究。所以，一般实验研究以玻璃片形式进行，侧重于某种固定方法在玻璃上对被光催化降解物的效果、机理研究。采用网状、布状、微球状等比表面比较大的存在形式，可以增大反应面积，提广东工业大学工学硕