介孔MCM-41负载TiO<,2>光催化材料降解水中有机物的研究

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多相光催化氧化技术是近几年发展起来的一种先进的环境污染治理技术,其中TiO2因为其无毒、光催化性能较高的特点成为目前研究较多的材料之一。但是它也存在一些不足,如比表面积较小、在水处理过程中难以分离回收、无法利用太阳光中的可见光部分等,严重制约了光催化技术在的工业应用。为了克服TiO2的这些缺陷,制备具有高比表面积、更高的光催化活性并在可见光区有响应的复合光催化剂,本研究以TiO2为基质,通过负载和掺杂相结合的方法制备复合光催化剂,开展了以下几方面的研究工作。   采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯和MCM-41分子筛为原料,制备了负载光催化材料TiO2/MCM-41。通过研究了钛硅摩尔比、煅烧温度、煅烧时间等确定了制备该负载材料的最佳条件,并对样品进行了XRD、BET、SEM、TEM、XPS等分析。光催化实验证明,紫外光照30分钟后,样品对初始浓度25mg/L的甲基橙脱色率达到93%以上。   为了拓展光催化材料对可见光的吸收,制备了Fe/TiO2/MCM-41复合光催化剂。通过改变掺杂金属种类以及金属掺杂量确定了复合材料的最佳制备条件,并用XRD、BET、TEM、XPS等手段对复合材料进行了表征。采用最佳条件下制备的复合光催化剂降解对硝基苯甲酸模拟废水,考察了对硝基苯甲酸Ph,催化剂投加量以及初始浓度对降解效果的影响,并对光照产物进行了分析。实验证明当废水初始Ph为4、催化剂投加量为0.5g/L、废水初始浓度为2×10-4mol/L时,降解30min后对硝基苯甲酸的脱色率达到55%以上。通过不同光源下甲基橙的降解实验发现,Fe/TiO2/MCM-41在太阳光照射5小时后,对甲基橙的脱色率达到60%以上,说明该催化材料在一定条件下可用于太阳光降解有机物。   采用负载和掺杂相结合的方式,用溶胶.凝胶法制备了Ba/TiO2/MCM-41复合催化剂.研究了光催化剂的最佳制备条件,并用XRD、BET和UV-VIS等测试技术对最佳条件下制备的样品进行了表征。通过与P25、TiO2的对比实验证明,Ba/TiO2/MCM-41的光催化性能优于P25。采用最佳条件下制备的复合光催化剂降解对硝基苯甲酸模拟废水,考察了对硝基苯甲酸Ph,催化剂投加量以及初始浓度对降解效果的影响,并对光照产物进行了分析。实验证明在最佳实验条件下,经紫外光照30min,对硝基苯甲酸的脱色率达到96%以上。
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