tio_2磁性海泡石复合光催化剂制备及其处理cu(ⅱ)-edta废水性能与机理研究

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1、学校代码10530学号201230151507分类号X703密级硕士学位论文TiO2/磁性海泡石复合光催化剂制备及其处理Cu(II)-EDTA废水性能与机理研究学位申请人龚敏指导教师戴友芝教授学院名称化工学院学科专业环境科学与工程研究方向水处理新技术二Ο一五年六月六日SynthesisofTiO2/magnetic-sepiolitecompositephotocatalystandtheperformanceandmechanisminphotocatalytictreatmentofCu(II)-EDTAwastewaterCan

2、didateGongMinSupervisorandRankProf.DaiYouzhiCollegeChemicalEngineeringCollegeProgramEnvironmentalScienceandEngineeringSpecializationNewTechnologyofWaterTreatmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune6th,2015湘巧大学学位论文原卸性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下

3、独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：曰期戈私：Ｍ年ｉ月＾曰学位论文版枚使用授校书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文■被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影

4、印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。；曰期作者签名；减年月名曰６＾：导师签名坚日期：劝牌月曰摘要本论文以磁性海泡石为载体，采用溶胶-凝胶法在载体上负载二氧化钛，制备出TiO2/磁性海泡石复合光催化剂，以多种现代化表征手段对最佳制备条件下所合成的复合光催化剂进行表面形态、晶型结构、比表面积、孔结构和光吸收性能等测试分析，优化制备参数和条件，初步探讨催化剂结构与其性能的关系；同时对复合光催化剂处理Cu(II)-EDTA废水的光催化性能进行了系统研究，分别考察了废水初始pH值、复合催

5、化剂投加量、Cu(II)/EDTA比值、双氧水投加量、不同光催化体系对处理效果的影响，以及复合光催化剂的磁分离与重复使用性能；在此基础上，通过测定Cu(II)-EDTA的光催化主要中间产物和复合光催化剂处理前后表面结构、官能团、元素种类及价态的变化，进一步探讨复合光催化剂对Cu(II)-EDTA的催化反应机理。得到如下主要结论：（1）TiO2/磁性海泡石制备的优化工艺条件为：磁负载量为6%，煅烧温度为450℃。（2）复合光催化剂煅烧温度过低，二氧化钛结晶度差，催化活性低；温度过高，复合催化剂中光催化活性高的锐钛矿TiO2向光催化活性较

6、低的金红石和板钛矿型TiO2转变，而且温度过高催化剂易团聚，比表面积减小、颗粒尺寸增大，从而使复合光催化剂活性降低。（3）与TiO2相比，TiO2/磁性海泡石复合光催化剂对紫外和可见光的吸收能力更强，有利于提高其对污染物的光催化活性。复合光催化剂比表面积高达277.219m/g，对污染物有较好的吸附能力。（4）复合光催化剂处理Cu(II)-EDTA废水（10mg/L）的最优条件为：废水初始pH值为4，催化剂投加量为4g/L，Cu(II)/EDTA比值为1/1，最优条件下Cu(II)和Cu(II)-EDTA的光催化去除率分别为90.1%

7、和100%。（5）复合光催化剂对Cu(II)的去除率最大值出现在Cu(II)/EDTA比值为1/1时，表明EDTA对Cu(II)的还原具有促进作用，而Cu(II)/EDTA比值小于1/1时，游离EDTA与Cu(II)-EDTA竞争吸附位点，降低了Cu(II)的光催化还原效率。（6）在360W紫外光照条件下，投加与不投加催化剂时，Cu(II)-EDTA废水中Cu(II)的去除率分别为90.1%和4.7%，TOC的去除率分别为42.3%和7%，表明复合光催化剂的催化效果显著。（7）在TiO2/磁性海泡石光催化体系中，EDTA的降解路径为：

8、乙二胺四乙酸→氨三乙酸→亚氨基二乙酸→甘氨酸→乙醇酸→乙醛酸→草酸→乙酸（或甲酸）→CO2和H2O，Cu(II)的还原产物为Cu和CuO(或Cu(OH)2)。关键词：TiO2；磁性海泡石；光催化；Cu(II)；乙二胺四乙