ATPZnO纳米复合材料光催化降解直接耐酸枣红的动力学研究.pdf

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1、第33卷第4期非金属矿Vl01．33No．42010年7月Non—Metal1icMinesJuly，2010ATP／ZnO纳米复合材料光催化降解直接耐酸枣红的动力学研究刘敏姚超李峰魏科年陈志刚(1常州大学化工学院，常州213164；2江苏省凹土工程技术研究中心，盱眙211700)摘要以纳米凹凸棒石为载体，利用化学沉淀法制备了ATP／ZnO纳米复合材料，通过TEM、BET比表面分析对纳米复合材料进行了表征。研究了复合材料对直接耐酸枣红的光催化降解性能。结果表明：当ATP／ZnO纳米复合材料用量为1．0gm、直接耐酸枣红溶液初始浓度为0．01g几、pH值为3时，光催化反应4h后，直接

2、耐酸枣红的降解率达到93．34％，其光催化降解反应可用一级反应动力学方程进行描述。关键词凹凸棒石氧化锌光催化直接耐酸枣红动力学中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1000-8098(2010)04-0017-04KineticsofPhotocatalyticDegradationofDirectFastClaretDyeonATP／ZnONanocompositesLiuMinYaoChaoLiFengWeiKenianChenZhigang(1SchoolofChemicalEngineering，ChangzhouUniversity,Changzhou213164

3、；2JiangsuEngineeringTechnologyResearchCenterofAttapulgite，Xuyi2l17001AbstractThenanocompositesofattapulgitesupportedwithnano-ZnOwaspreparedbychemicalcoprecipitation，andthenanocompositewascharacterizedbyTEMandBET．ThephotocatalyticdegradationofdirectfastclaretdyeunderUVirradiationwasstudied．Ther

4、esultsshowedthatthedegradationrateofphotocatalyticdirectfastclaretdyeisabout93．34％for4hwhentheamountofnanocompositesis10g／L．initialconcentrationofdirectfastclaretdyeis0．01g／LandthepHvalueis3solution．Thekineticsofphotocatalyticdegradationreactioncanbeexpressedbythefirst—orderreactionkineticmode

5、1．KeywordsattapulgiteZnOphotocatalyticdirectfastclaretdyekinetics水溶性偶氮染料大多含有苯环，性质稳定，传统且价格低廉，在我国江苏、安徽等地储量丰富【9】。将的化学和生物法难以取得较好效果】。光催化降解纳米氧化锌负载在凹凸棒石上，既能充分利用凹凸棒水中污染物是利用光生强氧化剂将有机污染物彻底石对染料废水的高效吸附性能，又能体现纳米氧化锌氧化为H20、CO等无机小分子，适用范围广，越来越对污染物催化降解作用。与纯纳米氧化锌相比，该方受到人们的重视。法还可以大幅减少纳米氧化锌的用量，从而降低废水目前常见的半导体光催化剂有T

6、iO、ZnO、SnO：、处理成本。CdS等，其中纳米TiO以其无毒、高效、稳定等特点，本实验以ATP／ZnO纳米复合材料为催化剂，以具有广阔的应用前景，但纳米TiO生产工艺复杂、直接耐酸枣红作为染料模型化合物，采用Langmuir-成本高的问题制约了其在工业化中的应用]。纳米Hinshelwood(L—H)模型反应，研究了ATP／ZnO纳米复ZnO与TiO，具有相近的带隙，其光催化活性与Ti02合材料光催化降解直接耐酸枣红的动力学过程，分析相接近[4-5]o纳米氧化锌具有比表面积大、表面活性了pH值、复合材料用量、直接耐酸枣红浓度等因素对中心多，并能很好地降解水中的有机污染物，其应

7、用其光催化效果的影响，并与纯纳米ZnO的光催化降研究在国内外文献上时有报导[6-8]。解性能作了比较。凹凸棒石(简称ATP)是一种具有独特层链状结1实验部分．构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，具有较大的比表面1．1主要原料硫酸锌、碳酸铵、氯化钡均为分析积，发达的孔道，是一种性能优异的天然催化剂载体，纯；凹凸棒石分散液(AlP，江苏南大紫金科技集团有限公司，直径20～40nii1，长2000～4000nnq，纯度>收稿日期：2叭0+05—02基金项目：国家技术研究发展计划(