纳米 TiO2 复合光催化剂膜降解废水的研究.pdf

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1、2004年第25卷第3期华北工学院学报Vol.25No.32004(总第95期DJOURNALOFNORTHCHINAINTITUTEOFTECHNOLOGY(SumNo.95D=================================================================文章编号:1006-5431(2004D03-0216-03纳米TiO复合光催化剂膜降解废水的研究2柴涛9马清花9蔡惠娟(华北工学院环境与安全工程系9山西太原030051D摘要:在纳米TiO中掺杂不同的金属离子9制成各种复合光催化剂9研究其对废水的光降解效率.采用2溶胶-凝胶法

2、制备复合光催化剂9通过紫外光照射含有催化剂的废水9根据废水的吸光度来评定催化效率.在所研究的几种离子中9掺杂Ag+能有效地提高纳米TiO的光量子效率9扩大TiO的光响应范围9有利于22该技术的工业实用化.关键词:溶胶-凝胶法;复合光催化剂;催化降解中图分类号:X131.2文献标识码:AResearchonNano-TiO2CompositePhotocatalystThinFilminDegratingwastewaterC~AITao9MAOing-hua9CAI~ui-juan(Dept.ofenvironmentandSafetyengineering9NorthChina

3、InstituteofTechnology9Taiyuan0300519ChinaDAbstract:Withion-doping9degradationrateofwastewaterofNano-TiO2compositephotocatalystthinfilmwasstudied.Throughmeasuringabsorbanceofwastewatertreatedbydifferentcomposite+photocatalystthinfilmspreparatedwithSolgelroute.Ag-dopedcanimproveTiO2performancee

4、ffectively9extenditsrangeofphoto-respond.ItisexpectedtoapplyNano-TiO2photocatalysistechnologyintoengineering-scaleapplications.Keywords:sol-gelprocess;compositephotocatalyst;degradation0引言传统的废水处理方法如混凝沉降法,气浮法,活性污泥法等9虽然工艺成熟但处理效果不理想9存在二次污染9特别是不能有效地降低污染物浓度和去除水中的生物难降解有机污染物.近年来9纳米半导体材料如TiO等9在光作用下能消

5、除和降解有机物9生成CO29ZnO9CdS9SnO29WO39Fe2O329~2O及一些简单的无机物.尤其是纳米TiO具有光化学性质稳定9催化效率高9氧化能力强9无毒无害9价2廉9无二次污染等优点9在废水处理中受到了人们的关注[1].但是9还有其不足之处:一是带隙较宽(3.2eVD9相当于波长为387.5nm光子的能量9当受到波长小于387.5nm的紫外光照射时9处于价带的电子被激发到导带从而产生高活性的光生空穴和光生电子9限制了其对太阳能的利用;二是光生电子和空穴复合率高9大大降低了其氧化还原性9催化效率降低.因此9作者研究在纳米TiO中掺杂一些金2属离子9以提高其光量子效率.

6、9收稿日期:2004-01-05基金项目:山西省青年科学基金资助项目作者简介:柴涛(1968-D9女9副教授9博士生.主要从事纳米材料的制备和废水处理研究.(总第95期D纳米TiO2复合光催化剂膜降解废水的研究(柴涛等D2171研究方法用溶胶-凝胶法制备纳米TiO复合光催化剂的步骤如下:将钛酸丁脂[Ti(OC24H9D4]C2H5OHHClH2O按一定比例混合稍做搅拌分别加入不同剂量的浓度均为0.1mol/L的AgNO3FeCl3和ZnSO4溶液搅拌得到稳定的掺杂不同的金属离子的复合溶胶.配置一定浓度的C2H5OH和Ti(OC4H9D溶液均匀涂在经HF毛化的载玻片上在不同的溶胶中

7、浸涂数次自然凉干经过真空干燥于4001h下焙烧分别制得纳米TiO2复合纳米TiO2/AgNO3膜TiO2/FeCL3膜TiO2/ZnSO4膜记录纳米TiO及复合催化剂的量以两根20W的低压汞灯为光源催化降解初始浓度相同的十二烷基苯2磺酸钠溶液采用UV751GD分光光度计(江苏省宜兴市晶科光学仪器有限公司生产D入射波长为290nm测定其吸光度.2结果与讨论将负载于载玻片上不同种类的TiO复合光催化剂置于一定浓度的十二烷基苯磺酸钠溶液每隔220min测溶液的吸光度并与纯TiO2进行比