论文部分内容阅读
玻璃纤维（Fibcrglass）是一种人造无机纤维材料,具有原料资源丰富、高比强度,比表面积大、化学稳定性好、无二次污染以及一定程度的功能可设计性等优点,在交通、工业、建筑、环境等领域有着广泛的用途。随国民经济持续高速发展和大型池窑拉丝新技术的突破,我国玻璃纤维工业发展速度突飞猛进,目前已成为世界第一生产大国。但是在玻璃纤维制品的生产过程中会产生大量的玻璃纤维粉,这些粉尘粒径小、质量轻,废弃后长期暴露在自然条件下,将会弥漫在空气当中,对生态环境和人类的健康都造成严重。因此将废弃的玻璃纤维粉回收利用具有重要意义。本文一方面将改性的玻璃纤维粉直接添加在外墙乳胶漆中,考察改性玻璃纤维粉对外墙乳胶漆的耐水和耐碱性、耐洗刷性的影响。另一方面以玻璃纤维粉为基体,用尿素水解法在其表面负载具有光催化性能的α-Fe2O3。运用了SEM、XRD、FTIR等分析与测试手段对该催化剂进行了表征;以甲基橙水溶液为目标有机物,研究了α-Fe2O3/Fiberglass催化剂对甲基橙的界面吸附—可见光催化降解效果。主要研究进展如下:1)玻璃纤维粉表面用偶联剂改性后,将不同量的改性玻璃纤维粉添加在外墙乳胶漆实验配方中,其中改性玻璃纤维粉的添加量为5%时,外墙乳胶漆的耐水性、耐碱性和耐洗刷性最好,其耐水性增强为7d无异常;耐碱性增强为4d无异常;耐洗刷性为普通涂料的2倍。2)采用了尿素水解法在玻璃纤维粉上负载氧化铁,样品的SEM图表明氧化铁微粒均匀地附着在玻璃纤维粉上,而且数量较多,粒径在20-100nm之间。XRD图出现α-Fe2O3的012、104、110、113、024、214和300晶面;红外光谱图中在1081cm-1处,此峰明显加强,这是Fe-OH键的振动峰的效果;469cm-1、546cm-1处的峰是α-Fe2O3内部的的Fe-O键的特征峰。XRD、FTIR都证明了玻璃纤维粉负载的氧化铁为α-Fe2O3。3)讨论了在避光条件下各个反应体系的甲基橙的脱色率。仅H2O2存在下,甲基橙的脱色率为10%:在H2O2和玻璃纤维粉存在下,甲基橙的脱色率为15.92%,说明玻璃纤维粉对甲基橙有一定的吸附作用。在α-Fe2O3/Fiberglass催化剂存在下,甲基橙的脱色率为38.3%,说明玻璃纤维粉上负载α-Fe2O3后,表面积增大,对甲基橙的吸附量也增大。而在H2O2和α-Fe2O3/Fiberglass催化剂共同存在下,甲基橙的脱色率为49.95%,说明了α-Fe2O3/Fiberglass催化剂与H2O2在避光条件下可能构成了非均相类Fenton催化氧化体系生成了强氧化性的氢氧自由基使得甲基橙的偶氮键断裂氧化,从而甲基橙脱色效果最好。4)讨论了在可见光下,α-Fe2O3/Fiberglass催化剂投加量以及H2O2浓度对甲基橙降解效果的影响,得出催化剂的最佳用量为1g/L,H2O2的最佳浓度为10mM。5)α-Fe2O3/Fiberglass光催化甲基橙的机理分析:甲基橙在水溶液中首先通过静电吸附在α-Fe2O3/Fiberglass催化剂的表面,然后H2O2在催化剂和可见光的作用下产生大量·OH,使吸附在α-Fe2O3表面的甲基橙偶氮键首先断开,随后芳香环结构也逐渐断开氧化。6)α-Fe2O3/Fiberglass催化剂具有较好的稳定性。