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改性TiO_2光催化剂光催化氧化难降解有机污染物的研究

周璇

  纳米TiO_2光催化氧化技术是一项正在兴起的新型水处理技术,近年来在有机污染物处理中得到广泛的关注。本论文利用溶胶凝胶法制备的改性负载型和粉末型光催化剂分别对工业废水中难生物降解的氯酚(2,4-DCP)废水和印染废水(Acid Blue 62)进行光催化降解尝试。由于对光催化剂作了改性处理,较之与普通的二氧化钛催化剂在催化活性上有明显的提高。实验采用自行设计的光催化反应器。研究表明,在TiO_2固定膜体系中通过利用价廉、易得的活性炭粉末对TiO_2光催化膜进行改性后降解2,4-二氯苯酚模拟废水达到了很好的处理效果。2,4-二氯苯酚模拟废水的催化效率与改性中的活性炭粉末的掺杂量、溶液初始浓度、pH值、光照等诸多因素有关;在TiO_2悬浮体系中通过掺银和热处理两种方法改性处理酸性蓝染料水溶液,并利用芬顿试剂与光催化技术联用处理酸性蓝脱色效率明显提高。另外分别针对不同浓度的酸性蓝染料溶液,低浓度时采用低瓦数的紫外杀菌灯为光源和高浓度时采用高压汞灯为光源既提高了光催化脱色率又节约经济成本。并分别对两种对象的光催化实验作了简单的机理探讨。在处理2,4-二氯苯酚的实验中,首先建立起用紫外分光光度法测定2,4-二氯苯酚的方法,并确定其可操作性和准确性:其次在对TiO_2进行活性炭粉末掺杂改性实验中,初步确定了最佳掺杂量为10mg/L;分析其他因素对催化效率的影响时,主要考虑了溶液初始浓度、pH值、光照时间以及膜重复使用等。另外对2,4-二氯苯酚的反应动力学也进行了一些探讨。试验表明:2,4-二氯苯酚的初始浓度对光催化氧化的影响可用Langmuir-Hinshelwood方程表示,其光催化反应可用零级反应动力学来描述。在处理酸性蓝染料溶液的实验中利用热处理和掺银两种改性方法制备TiO_2纳米粒子。通过热处理可以在一定程度上提高TiO_2光催化剂的光催化活性,其中500℃处理2h所的催化剂具有最佳的复配晶型,光催化活性最高,其降解酸性蓝的反应速率常数为0.244min~(-1),半衰期为13.07min;通过在制备TiO_2溶胶过程中掺杂AgNO_3使TiO_2纳米粒子上负载有贵金属Ag当掺杂量为0.5%(W/W)……   
[关键词]:二氧化钛;光催化氧化;改性;2;4-二氯苯酚;酸性蓝;降解
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东华大学2005年