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负载二氧化钛凹凸棒石光催化剂制备及性能研究

谢晶晶  
【摘要】:光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术,它因高效、无二次污染等特点而受到国内外学者的关注。但是以TiO_2为典型代表的光催化剂在传统方法上的应用存在着量子效率低以及回收困难等缺点而限制其工业化的推广应用,因此国内外学者积极展开了对这方面的系统研究、其中包括TiO_2催化剂的表面修饰、固载、重金属沉积、复合半导体、掺杂稀土元素等技术。 本课题以凹凸棒石和钛酸四丁酯等作为原料,制备了负载TiO_2凹凸棒石光催化剂复合材料,研究了煅烧温度、煅烧时间和TiO_2负载量等不同因素对产物的光催化活性的影响,实验以酸性大红GR为光催化降解处理对象,结合X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)等表征手段,研究了复合材料的制备条件与其光催化活性的关系。XRD和TEM等测试表明,一定热处理温度范围内温度越高,产物晶化越明显。实验结果表明:不同复合条件产物对酸性大红GR的光催化降解效果不同,负载TiO_2凹凸棒石光催化剂复合材料在煅烧温度为700℃,TiO_2/凹凸棒石质量比为40%,煅烧时间为2h条件下具有较好的光催化活性。 以自制的负载TiO_2凹凸棒石光催化剂复合材料作为光催化剂,紫外灯作光源,进一步探讨了模拟污染物酸性大红GR的光催化反应中影响反应速度的相关因素,如污染物初始浓度、催化剂添加量、pH值等,并用L-H模型对其进行动力学拟合。实验结果表明:负载TiO_2凹凸棒石光催化剂在投加量为1.5g/L,pH值为1的条件下对酸性大红GR有较高的去除率。


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