滑石负载P-TiO2光催化剂的制备及性能研究

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:waich19870625
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自从1972年Fujishima等发现TiO2电极能够光解水,TiO2光催化技术应用于染料废水的降解引起了人们的广泛关注。但TiO2光催化剂在实际应用中遇到了以下两个问题:第一,由于TiO2的禁带较宽,仅在紫外光谱范围内响应,而到达地面太阳光中紫外光仅占4%6%,严重影响了其对太阳光的利用率和光催化效率,间接提高了使用成本。针对扩展TiO2光催化剂的光响应范围,本文对TiO2进行P掺杂改性。第二,由于纳米TiO2光催化剂的粒径较小,在反应中容易出现催化剂流失、中毒等问题,从而使处理效果降低、处理成本增加。针对减少催化剂流失中毒等问题,本文将其负载在廉价易得,具有独特的孔结构和层状结构、化学性质稳定的滑石粉载体上。本文以亚甲基蓝为目标污染物分别考察材料的吸附性能及光催化性能。利用浓硝酸对滑石粉进行改性,考察了硝酸质量分数、酸浸温度、焙烧温度、焙烧时间对滑石粉吸附性能的影响,并探讨了模拟污染废水的pH、初始浓度、投加量等因素对滑石吸附性能的影响。采用动力学方程和Weber-Morris曲线分别对滑石粉对亚甲基蓝的吸附动力学和吸附机理进行了研究,通过Langmuir等温方程和Freundlich等温方程考察了滑石对亚甲基蓝溶液的吸附等温线。采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备掺杂P的纳米TiO2光催化剂,将焙烧温度、焙烧时间、冰醋酸与钛酸四丁酯摩尔比、P:Ti摩尔比、加水量和乙醇用量等因素作为实验考察影响TiO2光催化活性的条件,在可见光条件下考察了上述制备条件对TiO2催化降解有机污染物及光活性的影响进行了研究。综合上述改性及掺杂实验的条件,利用等体积浸渍法将制得的P掺杂TiO2溶胶负载在改性滑石粉上,分别考察了焙烧温度、浸渍时间、负载次数对复合光催化剂的影响,并对催化剂样品进行了重复利用实验。实验证明,滑石复合P掺杂TiO2光催化剂在焙烧温度为550℃,浸渍时间为12h时,负载两次时其吸附率和降解率分别为34.9%和76.7%。通过SEM、XRD、EDS等技术对滑石负载P-TiO2进行了结构及形貌表征。并对滑石负载P-TiO2的反应机理、负载方法、负载原理及效果进行了评述。
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