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光催化技术是一种以光催化剂为核心,在需要降解的污染物上产生氧化还原反应而使污染物几乎被完全降解的高效环保技术。由于其较高的处理效率和对环境友好的特点已成为当前环境问题中最有发展前景的新兴技术。到目前为止,光催化技术已经被广泛用于多个领域,如室内甲醛的净化、饮用水的灭菌处理、光电转换、处理废水及自清洁表面等多个方面,在环境污染物处理领域尤其受到关注。光催化技术的重点是光催化剂。1972年,研究学者发现了 TiO2(二氧化钛)可以分解制氢,从此打开了 TiO2作为光催化剂的研究大门。TiO2的优点有很多,如387.5nm左右吸光阈值使其可以在太阳光条件下就能发生光催化反应,并且TiO2还具有价格低廉,制备所需设备较为简单和化学性质稳定的特点。但是,纳米级的TiO2粉体颗粒在降解有机污染物过程中,很容易发生团聚从而失去光催化效果,并且在液相体系中的回收问题也待解决。因此,研究快速制备负载型光催化剂具有现实意义。本论文主要研究了以不同无机纤维为载体制备负载型TiO2光催化剂用于降解有色染料,并研究了三种不同载体制备的复合材料的光催化性能,主要研究工作如下:(1)采用微波水热的方法制备TiO2/BF(玄武岩纤维)复合材料,重点研究了前处理条件对BF表面粗糙度的影响和TiO2/BF复合材料的光催化性能。纤维表面适宜的粗糙度可使TiO2在其上的结合力增大,从而增加负载率,提高光催化效率。实验结果表明,当微波加热时间为30min,微波温度为200℃时,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)表征,可以证实TiO2与纤维成功结合,X射线衍射仪(XRD)表征可以看出此时的TiO2纳米晶体为对光催化更为有利的锐钛矿晶型,且晶粒大小均匀;当用0.1mol/L的HF在55℃对BF处理15min时,纤维表面具有合适的粗糙程度;制备得到的TiO2/BF复合材料负载率为13.75%,300min内降解60mL的RhB(罗丹明B)溶液效率为97%,且在重复利用10次后依然具有84%的光催化效率。(2)找出CF(碳纤维)的前处理条件,并且在最优化的微波水热条件下制备TiO2/CF复合材料。SEM结果表明,用丙酮和浓HNO3氧化处理4h,能得到表面粗糙但物理性能不受影响的CF材料;制备得到的TiO2/CF复合材料负载率为27.91%;经过紫外分光光度计(UV-vis)表征发现,TiO2/CF复合材料能在60min内有效降解溶液中96%的RhB成分,且在重复利用10次后仍具有88%的光催化效率。(3)通过异丙醇等处理GF(玻璃纤维),去除其表面油剂,再通过HF进行刻蚀以便于TiO2负载,然后制备TiO2/GF复合材料。SEM和UV-vis(紫外分光光度计)结果表明,当HF浓度为0.2mol/L,温度为65℃处理5min时,刻蚀效果最好,TiO2均匀地负载于GF上,负载率为9.31%,150min降解RhB溶液的效率为96%,TiO2/GF复合材料回收实验10次后仍有86%的光催化效率。