天然沸石负载型二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能

天然沸石负载型二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能

方送生[1]2004年在《天然沸石负载型二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能》文中认为半导体光催化材料是近年引起众多学者关注的一种新型功能材料。光催化剂具有在室温常压下将光能转变成化学能的能力,因而,光催化降解成为处理有机污染物的一种有效的方法。在诸多半导体光催化材料中,由于TiO2具有较高的稳定性、活性,低成本、无毒性、难溶于酸和碱等特点,成为光催化剂研究的热点,事实证明,纳米级的二氧化钛具有突出的光能转换效能,但是,在利用纳米粉体二氧化钛光催化降解污染物时存在着二氧化钛易团聚而使其失去活性,不利于回收重复利用并易造成二次污染等阻碍实际应用的问题。因此,国内外已有很多研究者们致力于合成负载型的光催化剂,在保证了光催化剂高活性的同时,提高使用效能。现已有一些学者尝试了一些载体用来负载TiO2,如:陶瓷,玻璃,石英,不绣钢,活性碳,光纤等,但几乎所有的这些合成光催化剂光催化活性都较纯TiO2低。在本项研究中,利用钛酸四丁酯作为钛源成功地制备了负载在天然沸石表面的二氧化钛光催化剂。由测试结果证实,部分二氧化钛通过化学键与天然沸石结合,克服了使用纯二氧化钛所造成的团聚和难于回收并重复利用的问题。为半导体光催化材料的实用提供了新的途径。本项研究以吉林省九台沸石为主要原料,研究了天然斜发沸石的结构,伴生矿物种类和物化学性能,探讨了在其表面负载TiO2的稳定性,表面活性变化和沸石热活化,负载后样品的最佳温度热处理等对光催化效能的影响。结果证实,所用天然沸石在200oС~300oС热处理时具有最高表面活性,在更高温度下,沸石结构将被破坏。为证实合成负载型光催化剂的性能,以甲基橙为目标污染物,以紫外光(λ=365nm,250W高压汞灯和太阳光)作为光源,考查了TiO2/天然沸石复合物合成条件以及影响光催化活性的各种因素。采用酸催化溶胶-凝胶法制备了二氧化钛溶胶并将其负载于天然沸石表面热处理后得到TiO2/天然沸石复合光催化剂,光催化效能的实验结果表明:200oС热处理的TiO2/天然沸石复合物具有最高的光催化活性,这是由于在该温度处理的TiO2/天然沸石复合物中存在高结晶及高含量的锐钛矿型二氧化钛,较高温度的煅烧导致二氧化钛由锐钛型向金红石型转变,光催化活性反而下降,另一方面,载体沸石经该温度处理后具有最佳的结构也是造成其活性高的原因之一。研究证实,甲基橙在弱酸性条件下(pH2-pH5)经光催化极易降解,并且该条件下降解速率无明显差别,降解后溶液的pH值约为7.0左右。加入适量的外加氧化剂如双氧水可以加快光降解速率,双氧水作为电子接受体有效地阻止了复合体电子和空穴的简单复合,从而在二氧化钛表面产生更多的自由羟基,加快了光催化速率。实验中发现,同样条件下,并非反应液中的光催化剂复合物的含量越多越好,当体系中的光催化剂复合物的含量达到1.5g/100ml时,甲基橙的降解速率不再升高,说明过多的光催化剂对体系的降解毫无意义。研究证实,载体沸石的颗粒大小也将影响复合物的光催化活性,沸石粒径越小,复合体的比表面积较大,接收用以产生电子-空穴对的光子较多,从而有较大的光催化活性,但是,粒径较小的载体不利于回收重复利用,故选择40~100目的沸石为载体是合适的。其他影响因素如:紫外光的强度,光催化降解前对二氧化钛复合物的紫外预照射,可见光的影响等也在本论文中进行了详细地讨论。对TiO2/天然沸石复合物降解甲基橙体系,研究认为其光催化降解过程为吸附控制过程,根据其该反应的光降解历程及应用Langmiur吸附等温式导出了该反应的动力学方程,用实验数据对该方程拟合后的结果表明:天然斜发沸石负载型TiO2对甲基橙的光降解反应属于准一级反应(相关系数在r2在0.996以上),在较低初始浓度下,初始浓度与平均降解进度正相关,趋于一级反应,在较高浓度时,反应趋于零级反应。总之,本项研究探讨了以天然沸石为载体制备具有较高光催化活性的负载型TiO2/天然沸石复合物的各种影响因素,开拓了优化TiO2光催化效能的新途径,拓展了具有特殊结构和性能的天然沸石在新型功能材料制备领域中的利用空间。

冯志兵[2]2005年在《天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备和性能的研究》文中提出本文以钛酸丁酯为钛源,以天然沸石作载体,采用酸催化溶胶—凝胶法合成制备了TiO_2/天然沸石光催化剂,讨论了光催化剂的合成条件及其影响光催化性能的因素。通过SEM、XRD、IR、比表面积和阳离子交换量的测试对样品进行了表征,初步探讨了TiO_2/天然沸石光催化剂的表面形貌特点及结构特征。研究结果表明:天然沸石的粒度与TiO_2/天然沸石的光催化性能有直接的关系,天然沸石的粒度越细,则TiO_2/天然沸石的光催化性能越好。天然沸石经过一定浓度的酸预处理改性后,合成TiO_2/天然沸石的光催化性能更好。利用天然沸石负载型TiO_2 制备的光催化剂经200℃热处理所得样品的锐钛矿型TiO_2结晶状况最好,光催化性能大,负载型TiO_2 更均匀分布在天然沸石表面上,从而促进了农药氧化乐果降解。以高压汞灯(特征波长365nm)为紫外光源,采用自制的光降解装置,农药氧化乐果浓度为1.0×10-4mol/L,光催化剂用量为5g/L,溶液pH 为6.0 时,紫外光源高度为29cm,紫外光照180min 后,其光降解率可达93%。同时对其它3 种农药也进行了光降解实验,并得到了较好的降解效果。

周波[3]2004年在《二氧化钛光催化剂的合成及其对有机磷农药的光催化性能研究》文中研究指明利用半导体光催化剂降解有机污染物已在农药废水的治理方面得到了较为深入的研究。N型半导体TiO2既具有较高的光催化活性,又能抗光腐蚀,而且还具有价廉、无毒和在酸碱条件下难溶、对光稳定等优点。因此,TiO2已成为一种重要的,有较好应用前景的光催化剂。由于光催化法可在常温常压下短时间内将污染物完全降解至无毒的物质,因而该法将成为处理各类污染物废水最为有效的方法之一。但是,由于通常所用的TiO2粉末存在催化剂易聚集、易失活、较难回收和再利用等特点,严重限制了TiO2的应用发展,克服这一缺点的有效方法是制备复合型光催化剂,进而提高其光催化性能。本实验以钛酸丁酯为钛源,应用天然沸石作载体制备的TiO2/沸石复合光催化剂使TiO2和矿物之间实现了一定的化学结合,经200℃热处理所得样品的锐钛矿型TiO2结晶状况最好,其表面复合氧化钛样品具有较大的比表面积和光催化活性,且易于回收和重复利用,不会产生二次污染,发挥了矿物和锐钛矿的双重效应,克服了TiO2存在的缺点,具有更好的应用前景。采用酸催化溶胶-凝胶法制得TiO2溶胶后,将其负载于天然沸石上制成负载型TiO2/沸石光催化剂,其表面的复合氧化钛样品具有较大的比表面积(211.68m2/g) 。实验表明,经200℃热处理得到的光催化剂对农药敌敌畏的光降解速度最快,结构测试表明负载于天然沸石上的TiO2颗粒为锐钛矿型TiO2。合成TiO2随着焙烧温度的升高逐渐地由锐态矿形态转变为金红石形态,由于锐态矿形态的TiO2比金红石形态的TiO2更易产生“电子—空穴对”,所以其光催化活性比金红石形态的高。用合成TiO2光催化剂降解有机磷农药,敌敌畏在一般条件下光照150min可达到完全降解,最易降解,甲拌磷次之,对硫磷达完全降解所需时间最长,这与它们的分子结构有关。叁种农药完全降解时COD去除率均达90%左右。实验采用的载体天然沸石具有较好的吸附性能,在用沸石原样做空白实验时,发现农药敌敌畏有10%左右的降解;同时用可见光做了平行试验,发现敌敌畏几乎没有降解,这说明可见光对农药的光催化降解没有贡献。试验中甲拌磷的臭味消失,说明了光催化法有很好的除臭作用。另外,以农药敌敌畏为研究对象,研究了溶液的初始pH值、H2O2加入量、TiO2用量及一些外加无机离子等诸多影响因素对光催化降解的影响。研究结果表明,农药敌敌畏在强碱条件下最易降解,在pH2.0时较易降解,而在pH3.0、6.0、8.0时,降解率没有明显区别,实验中采用溶液pH为6.0左右。二氧化钛作为光催化剂进行光催化降解的问题在于电子—空穴对的重新复合,抑制其重新复合的一种办法是加入其他的电子接受体,减少电子—空穴对的复合,从而使光催化剂TiO2表面产生更多的·OH自由基,加强农药的光催化降解。加入H2O2能促进农药的降解,敌敌畏的光降解率随过氧化氢浓度的增大而增大,但加入过量则会降低农药的光降解率,因此过氧化氢的加入量有一个最佳值;为了促进敌敌畏的降解程度,提高光催化性能,我们还加入了一些金属离子,其中Fe3+、Cu2+、Zn2+等的加入会促进敌敌畏的降解,它们的加入量都有一个最佳值;而实验中发现,有些金属离子(如Al3+、Au3+等)会减慢光催化降解的进程,一些阴离子(如Cl-、SO42-等)的加入也对敌敌畏的降解起抑制作用。农药敌敌畏的光催化降解率与其浓度有较大关系,浓度越小,光照相同时间内光催化降解率越大。另外,还讨论了光源高度及光照面积、合成光催化剂的不同TiO2负载量、天然沸石的粒度及农药的纯度等因素对光催化降解的影响。合成光催化剂在催化活性变稳定后可以重复利用;另外,用太阳光作了室外实验也得到了较好的降解效果,只要光照时间足够长(7~8h),有机磷农药均可完全降解为无害物质,这为有机磷农药废水的实际处理提供了依据。

黄妙良, 徐纯芳, 王玲玲, 林建明, 吴季怀[4]2004年在《天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备与性能研究》文中认为以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,用溶胶 凝胶法制备了天然沸石负载TiO2光催化剂,用紫外可见吸收光谱、比表面积、红外光谱和X射线衍射等分析技术对沸石负载TiO2光催化剂进行了表征,以甲基橙为目标降解染料,考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性,结果表明,用天然沸石为载体所制得的TiO2光催化剂对于甲基橙具有较好的光催化降解效果。

程全州[5]2008年在《具有可见光催化活性TiO_2制备及应用》文中认为利用光催化氧化法处理印染废水是一种新颖而有前途的方法。国内外对此进行了大量的研究,它可以经过一系列中间步骤,破坏有机物污染物使之转化为CO_2、H_2O和矿物酸,达到水质净化的目的。其中,TiO_2因化学稳定性高、耐光腐蚀,安全无毒、成本低,光催化活性高,可使一些吸热的化学反应在被光辐射的TiO_2表面得到实现和加速,所以TiO_2的光催化研究最为活跃。为拓宽TiO_2的光响应范围和粉体负载化,本文主要在以下方面取得了一些研究成果:1.采用沉淀法制备具有较高催化活性的氮、铁酸锌共掺杂纳米TiO_2,研究了铁酸锌掺杂量、焙烧温度、乙醇加入量和氨水加入量对TiO_2催化活性的影响,确定了紫外光、可见光、复合光下降解甲基橙染料的最佳制备条件。用X射线衍射分析XRD、透射电镜TEM等测试技术分析,所制得的掺铁纳米TiO_2是以锐钛矿为主相的混晶,平均粒径约为15nm,适量Fe~(3+)的掺杂能促TiO_2催化活性,复合光光源下对甲基橙染料降解率接近80%。2.采用沉淀法制备具有较高催化活性的铈、氮共掺杂纳米TiO_2,研究了铈掺杂量、焙烧温度、乙醇加入量和氨水加入量对TiO_2催化活性的影响,确定了叁种光源下降解甲基橙染料的最佳制备条件。分析表明,掺杂氮铈的TiO_2纳米粒子比纯的TiO_2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的铈能提高TiO_2光催化反应活性,且掺杂铈量有最佳值。在TiO_2中掺杂铈的摩尔百分含量为0.05%,甲基橙起始浓度为20mg/L,催化剂用量为0.100 g,pH值为6.4时,紫外光照40min,甲基橙的脱色率可达99.0%。3.制备了TiO_2/沸石与氮铁共掺杂纳米TiO_2/沸石负载光催化剂。相对于氮铁共掺杂TiO_2纳米颗粒催化剂,负载后的催化剂显示了较高的催化性能。实验结果表明经沸石负载后紫外光下甲基橙降解率提高了9%。催化剂经多次使用后,会产生失活现象。对于失活后的氮铁共掺杂纳米TiO_2/沸石负载复合光催化剂,采用“冲洗-焙烧-紫外灯照射”的方法再生后,基本上能恢复其催化氧化能力,其使用寿命较长。实验中沸石负载后的光催化剂不仅回收方便,而且具有较强的抗失活性能,经过6次重复再生实验负载的光催化剂效果仍可达到80%左右。以上研究工作表明,通过非金属与其他元素共掺杂对TiO_2进行改性及负载,能够制备出在各种光源下具有较高活性的光催化剂。本文的制备方法具有简单、高效、易于实现等优点。本研究工作对于TiO_2光催化氧化技术在污染治理领域的实用化具有一定的理论意义和实际应用价值。

彭诗梦[6]2017年在《TiO_2/沸石光催化氧化降解水中盐酸四环素的研究》文中进行了进一步梳理盐酸四环素是一种具有稳定萘酚环结构的抗生素,对人类具有潜在毒性,且其一些降解副产物比亲本毒性更大,难以通过常规处理方法去除。TiO2高级氧化技术已成为废水处理领域的一种新兴技术,然而纳米TiO2存在回收利用难、成本较高等问题。因此,采用高效且易于回收分离的光催化剂降解水中盐酸四环素成为新的研究热点之一。本研究使用溶胶-凝胶法制备了 TiO2/沸石复合光催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱等分析手段对复合光催化剂的成分、形貌和结构等进行了表征。详细探讨了 TiO2/沸石复合光催化剂降解水中盐酸四环素的各种影响因素及其规律,对比了以相同方法制备的纯TiO2对盐酸四环素的降解效果。得到如下结论:(1)以沸石为载体,采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料,在450℃高温煅烧下,能成功制备TiO2/沸石复合光催化剂。(2)表征结果表明,TiO2已成功负载在沸石表面,且以锐钛矿型形式存在。使得复合催化剂容易分离回收利用。经负载后的复合催化剂表面紧密的覆盖了一层TiO2膜,其表面散落着大量的TiO2颗粒,增加了沸石的粗糙度与比表面积。(3)当TiO2/沸石复合光催化剂投加量为4g/L,盐酸四环素浓度为20mg/L,pH为4.47,暗反应吸附30 min,紫外光照射120 min时,盐酸四环素去除率可达91.7%,外加H2O2与复合光催化剂存在协同作用,有利于水中盐酸四环素的去除。(4)在同等条件下,40W紫外光(光照强度为4.9×104 W/m3)照射下,纯TiO2对盐酸四环素的去除效果优于TiO2/沸石复合光催化剂。但是在太阳光(8月上旬)照射下,TiO2/沸石复合光催化剂对盐酸四环素的去除效果基本与纯TiO2相当。(5)在TiO2/沸石复合光催化剂的稳定性试验研究中发现,TiO2/沸石复合光催化剂在重复使用4次以内时去除率可保持在80%左右,具有较好的稳定性。使用5次后其去除率下降至65.37%,不能无限次使用,负载稳定性仍有待提高。(6)TiO2/沸石复合光催化剂与纯Ti02具有相似的降解动力学曲线,对盐酸四环素的降解趋势线都有较好的线性相关性,均符合一级反应动力学模型。

张晓宇[7]2006年在《金属离子掺杂TiO_2/沸石复合物的制备及其光催化性能的研究》文中研究说明本文以钛酸丁酯为钛源,以天然沸石作为载体,掺杂金属离子,采用酸催化溶胶—凝胶法合成制备了金属离子掺杂TiO_2/天然沸石复合光催化剂,讨论了光催化剂的合成条件、影响光催化性能的因素及其对有机磷农药和偶氮染料光催化降解的影响。通过ESCA、SEM、XRD、IR和阳离子交换量的测试对样品进行了表征,初步探讨了金属离子掺杂TiO2/天然沸石复合光催化剂的表面形貌特点及其结构特征。论文可分为两部分内容:一部分是关于稀土离子掺杂TiO_2/天然沸石复合物的制备及其光催化性能的研究。研究结果表明:天然沸石的粒度越细,光催化性能越好;利用稀土离子掺杂,天然沸石作为载体制备的TiO_2光催化剂经200℃热处理所得样品的锐钛矿型TiO_2结晶状况最好,光催化性能大,掺杂负载的TiO2更均匀分布在天然沸石表面上,但此时沸石结构烧有变化;以高压汞灯(特征波长365nm)为紫外光源,采用自制的光降解装置,当沸石粒径为0.15mm,TiO_2与稀土金属离子掺杂浓度摩尔比为100:3.0,合成光催化剂为5.0g/L,1.0×10-4mol/L农药敌敌畏为50mL,紫外光源高度为25cm,紫外光照120min后,得到La~(3+)、Nd~(3+)、Yb~(3+)掺杂TiO_2/天然沸石复合物光催化降解率分别为91.62%、78.06%、58.72%。另一部分是关于金属离子掺杂TiO_2/天然沸石复合物的制备及其光催化性能的研究。研究结果表明:光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、反应液初始酸度、H_2O_2用量、反应时间等都影响甲基橙的脱色率;掺杂的金属离子均可提高TiO_2的光催化性能;光催化剂在未经过洗涤和干燥情况下重复利用六次其光催化降解的效果基本不受影响。

陈杰[8]2008年在《二氧化钛光催化氧化处理印染废水的实验研究》文中指出本文采用溶胶-凝胶法,制备出粒径细微的TiO2粒子,并通过实验,确定出各反应物的最佳摩尔配比为乙醇:双蒸水:冰醋酸:钛酸丁酯=25:5:5:1。对制出的二氧化钛粉体的光催化性能考察发现,在40W紫外杀菌灯照射下,以100ml 10mg/L的甲基橙溶液为目标降解物,TiO2的最佳投加量为0.4g/L,最佳反应温度为40℃。溶液的最佳PH值为2,H2O2氧化剂的最佳投加量为每100ml溶液添加2ml,经过超声分散的TiO2的光催化效果要优于未经过超声分散的TiO2。分别以阜新沸石和MCM-41介孔分子筛为载体,制备了TiO2/沸石、TiO2/ MCM-41复合催化剂,并研究这两种复合催化剂的光催化性能及其影响因素。研究发现,在与以上相同的实验条件下,两者的TiO2最佳负载量均为35%,催化剂的最佳投加量分别为2.5g/L和2g/L,甲基橙溶液的最佳PH值均为2,H2O2的最佳投加量为每100ml溶液加1.5ml和0.6ml。在300℃下热处理的TiO2/沸石催化剂光催化活性最高,而TiO2/MCM-41催化剂热处理最佳温度为500℃。在未加氧化剂,未调节PH值的情况下,悬浮态TiO2经过180分钟对甲基橙的脱色率可达94%左右,TiO2/沸石对甲基橙溶液的脱色率经240分钟可达93.6%左右,催化剂重复使用5次后仍然能达到65%以上。而TiO2/MCM-41对甲基橙的脱色率经210分钟可达95%左右,重复使用8次后,仍可达85%以上。通过对实际印染废水CODcr的降解实验发现,在相同的条件下,经过7小时反应后,悬浮态TiO2对CODcr的降解率为56.2%,TiO2/MCM-41催化剂对CODcr的降解率为44.6%,TiO2/沸石光催化剂对CODcr的降解率达到37.8%。

杨海明[9]2006年在《沸石负载二氧化钛光催化脱氮研究》文中研究说明半导体光催化材料是近年引起众多学者关注的一种新型功能材料。光催化剂具有在室温、常压下将光能转变成化学能的能力,因而,光催化氧化成为处理废水中污染物的一种有效的方法。由于TiO_2具有较高的稳定性、活性、低成本、无毒性、难溶于酸和碱等特点,成为光催化剂研究的热点。将二氧化钛光催化技术应用于废水的处理目前还有两个亟待解决的问题:其一,在利用纳米粉体二氧化钛光催化降解污染物时存在着二氧化钛易团聚、不利于回收和重复利用、易造成二次污染等阻碍实际应用的问题;其二,TiO_2禁带宽度大(3.2eV),只能利用太阳光中的仅占太阳光能3-4%紫外线部分。这使TiO_2作为光催化剂在实际应用中难以大规模推广。 在本研究中,针对上述两个问题,利用钛酸四丁酯作为钛源,采用溶胶-凝胶法成功地制备了负载在沸石ZSM-5表面的二氧化钛光催化剂,克服了其团聚和难于回收并重复利用的问题;同时,采用负载贵金属铂和掺杂非金属元素氮对TiO_2进行掺杂改性,将TiO_2光谱响应范围扩展到可见光区。并考察了这些催化剂的光催化氧化去除水中氨氮的效果。获得了TiO_2/ZSM-5样品的最佳热处理温度450℃、TiO_2最佳负载量30.4wt.%以及催化剂的最佳用量1g/L。相应的氨氮去除率达到40%,此时TiO_2为锐钛矿相,部分通过化学键与沸石结合。采用光沉积法制得Pt/TiO_2/ZSM-5光催化剂。Pt的负载抑制了光生电子和空穴的复合,将TiO_2光谱响应范围扩展到可见光区,使光催化剂的活性得到一定提高,增大了太阳光的利用效率。而Pt负载量则存在一个最佳负载量,为1.5wt.%。Pt(1.5wt.%)/TiO_2(30.4wt.%)/ZSM-5催化剂具有较好的可见光活性,在日光照射、空气曝气条件下,处理60mg/L氨水,120min后氨氮和总氮去除率分别为56.9%和37.4%。 此外,本文还制备了掺氮介孔TiO_2/MCM-41光催化剂。利用XRD、IR和UV-VIS等方法对催化剂进行了表征。TiO_2与MCM-41发生了化学键合,TiO_2不易脱落,催化剂重复使用5次活性变化不大;氮元素的掺杂使催化剂具备了良好的可见光活性。在日光照射、空气曝气条件下,处理60mg/L氨水,120min后氨氮和总氮去除率分别为49.78%和36.04%。

邱茂琴[10]2013年在《改性沸石负载纳米TiO_2的制备及对砷的吸附研究》文中研究说明水体中砷污染是目前许多国家所面临的重要环境和人类健康安全问题。砷广泛存在于地球环境中,人类的采矿冶炼以及化工生产等活动使越来越多的砷转移到水体中。砷在人体内累积,会导致皮肤癌和肝肾功能损坏,严重的会致人死亡。纳米二氧化钛良好的化学活性、无毒且成本低,在水处理中具有良好的应用前景。鉴于此,本文以天然沸石为载体,以溶胶-凝胶法制备了改性沸石负载纳米二氧化钛,并研究了它对水体中砷的去除效果,主要研究结果如下:1.通过粉末固载法确定出沸石的最佳粒度为100-200目,研究了叁种不同方法改性沸石对纳米二氧化钛的负载率,确定出沸石改性方法为NaOH-焙烧联合改性。在NaOH改性浓度为1.5mol·L-1,焙烧温度500℃下处理即得改性沸石。2.试验研究了溶胶-凝胶法制备改性沸石负载纳米二氧化钛的最佳工艺条件:在室温下,以一定量的改性沸石为载体,取钛酸丁酯10mL,无水乙醇50mL,冰乙酸10mL,去离子水10mL,调节体系pH为3-4,在此条件下即可制备改性沸石负载纳米二氧化钛。3.在改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附试验中,研究了负载型纳米二氧化钛用量、吸附pH、吸附时间等对砷吸附的影响,结果表明,负载型纳米二氧化钛用量为10mg,振荡吸附时间为20min,在pH为4的条件下,改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附率均达92%以上,其中以NaOH-焙烧联合改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附率最高,吸附率达97%以上。4.将溶胶-凝胶法制备所得的纳米二氧化钛进行机理表征,用X射线衍射仪表征二氧化钛颗粒以及晶体类型;用SEM观察二氧化钛颗粒的表面形貌。通过XRD衍射分析,得出当焙烧温度在400℃时,在20分别为25.5°,37.9°,47.8°,53.8°以及55.0°位置出现了弱的锐钛矿晶型衍射峰,当温度到达600℃时,出现了金红石型Ti02的衍射峰(20分别为27.7°,36.2。,41.5°,54.4°及57.0°),表明温度的升高促进了二氧化钛从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变。而此试验研究的是锐钛晶型的二氧化钛,因为它具有良好的吸附能力。因此,选择500℃作为焙烧温度,以形成锐钛矿的二氧化钛。通过SEM图,可以观察出纳米二氧化钛样品的粒径均在100nm以下,存在一定程度的团聚,产生此现象的原因可能为烧结过程温度过高所导致。且NaOH-焙烧联合改性沸石负载TiO2的粒径较单一的纳米二氧化钛粒径大,这改善了单一的纳米二氧化钛在水处理应用中的不足。5.最后将改性沸石负载纳米二氧化钛用于水体中砷的去除效果评价,分别取等量的不同改性沸石负载的纳米二氧化钛,在优化的实验条件下,研究了它对模拟含砷废水中砷的吸附率。结果得出,NaOH改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附率为93.06%,焙烧改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附率为95.22%, NaOH-焙烧联合改性沸石负载纳米二氧化钛对砷的吸附率达97.98%,单一纳米二氧化钛对砷的吸附率达90.94%,表明了在模拟含砷废水的处理中,可以使砷浓度为1mg·L-1的含砷废水达到工业水排放标准。NaOH-焙烧联合改性沸石负载纳米二氧化钛较单一纳米二氧化钛对砷的吸附率有很大的提高,具有良好的吸附效果,由此可见,改性沸石负载纳米二氧化钛在含砷废水处理中具有良好的应用前景。

参考文献:

[1]. 天然沸石负载型二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能[D]. 方送生. 吉林大学. 2004

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[4]. 天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备与性能研究[J]. 黄妙良, 徐纯芳, 王玲玲, 林建明, 吴季怀. 矿物学报. 2004

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[10]. 改性沸石负载纳米TiO_2的制备及对砷的吸附研究[D]. 邱茂琴. 成都理工大学. 2013

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天然沸石负载型二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能
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