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当前地球环境的日益恶化已引起了人们的高度关注,随着人们环保意识的增强,环境保护和治理技术趋于“绿色”。光催化技术通过多相光催化作用可以将染料废水中的有机污染物降解为无毒或低毒易降解的小分子,且具有高效、节能、无二次污染等优点,已应用于环境污染的控制和治理。纳米二氧化钛在光催化反应中展现了高效的催化效果,应用广泛。如何改性纳米二氧化钛,使之获得更高的光催化效率成为目前研究的热点。用溶胶凝胶法制备了纯二氧化钛,以光催化降解偶氮胭脂红溶液为模型反应,考察了影响染料光催化降解的因素,得出了染料废水处理的适宜的工艺条件。用溶胶凝胶法制备了纯二氧化钛,实验结果表明:制备的二氧化钛为锐钛矿型,粒径较小;偶氮胭脂红必须在光催化剂作用下才能显著被光催化降解;TiO2催化剂投加量为1.5g/L时,初始浓度为40mg/L的偶氮胭脂红水溶液,pH=8.2,在300W紫外高压汞灯光照下光催化活性较好,光照60min后偶氮胭脂红降解率为97.8%,COD去除率达到68%以上。二氧化钛对多种染料溶液均有较好的去除效果。用正交实验法研究了溶胶凝胶法制备掺铋二氧化钛的工艺条件,结果表明:浓硝酸,铋掺杂量,水,乙醇,乙酸依次影响掺铋二氧化钛的光催化性能。制备高活性掺铋TiO2纳米微粒的适宜工艺条件为:浓硝酸0.2mL,铋掺杂量0.5%,水7.2mL,无水乙醇60mL,乙酸7.5mL。实验研究了掺铋TiO2纳米微粒的光催化降解活性,结果表明,掺铋二氧化钛在光催化降解偶氮胭脂红溶液时,染料的降解率随着溶液的初始pH值、催化剂的投加量和染料初始浓度的增加而先增加后减小,在pH=8.2,催化剂投加量为1.0g/L时降解60mg/L的偶氮胭脂红溶液时的降解效果较好,光照60min时降解率为99.9%,COD去除率达到70%以上。外加离子如Cu2+,Fe3+对染料降解有抑制作用,光源强度增大能促进染料降解;掺铋二氧化钛对多种染料均有显著地降解效果。降解率由高至低顺序为:偶氮胭脂红>亚甲基蓝>偶氮蓝>吡啰红>甲基橙。探讨了掺铋二氧化钛降解偶氮胭脂红的反应机理。实验研究了掺铋二氧化钛光催化降解偶氮胭脂红模拟染料废水的动力学特性,考察了多种因素对化学反应速率的影响,测定了动力学参数,结果表明:掺铋二氧化钛光催化降解低浓度偶氮胭脂红溶液的反应在遵循Langmuir -Hinshelwood机制基础上符合一级反应动力学方程,其吸附平衡常数k1=2.053×10-3L/mg,表面反应比速率常数k2=20mg·（L·min）-1。用溶胶凝胶法制备了掺铁二氧化钛,煅烧温度500℃,乙酸用量5mL,掺铁量为0.5%时制备的掺铁二氧化钛光催化性能较好。将自制的三种光催化剂用于降解偶氮胭脂红溶液,发现掺铋二氧化钛光催化效果好于掺铁二氧化钛,且两者都好于纯纳米二氧化钛。通过XRD分析发现掺杂金属离子能明显减小粒径,掺杂类型为间隙型,且掺杂铋的效果优于掺杂铁。通过对二氧化钛进行改性制备了新型光催化剂,提高了光催化效率,用于光催化降解染料废水效果较好,这对丰富光催化基础理论和实际应用具有一定意义。