论文部分内容阅读
染料废水不仅严重污染环境，而且对人体也存在潜在威胁。TiO2光催化剂因其高效、稳定、无二次污染的特点，在处理此类废水上有很大的发展潜力。然而由于受禁带宽度的限制，使其在处理染料废水上的应用受到制约。本文针对TiO2做了掺杂改性，欲提高其光催化效率。本实验采用溶胶凝胶法制备了Gd-S、Gd-N掺杂改性的TiO2光催化粉末，通过降解酸性大红GR的实验表明：掺杂Gd0.2%、S1.0%，煅烧温度为650℃的TiO2（催化剂A）和掺杂Gd0.1%、N2.0%，煅烧温度为650℃的TiO2(催化剂B)对酸性大红GR的脱色效果最好，分别达到68.2%和85.6%。利用XRD、HRTEM、拉曼、BET等技术对改性TiO2进行表征。结果表明：当煅烧温度为650℃时，Gd-N共掺杂TiO2出现了不定向生长，晶体尺寸相对其他温度下较小；而且对于Gd-N掺杂改性TiO2，N的掺杂量越多晶化程度越好，越有利于向金红石相生长；Gd-S、Gd-N改性都大大增加TiO2的比表面积，而且Gd-N改性比表面积更大。Gd-S共掺杂使TiO2的光激发范围红移到了400nm-550nm的可见光区域。影响处理效果因素的实验表明：Gd-N改性相对Gd-S改性能更大程度上提高TiO2的光催化活性，而Gd-S改性能更大程度上拓展TiO2的光吸收边带；催化剂A和B对酸性大红GR、藏红T、活性黄X-R均有相对较好的处理效果，其中处理效果最好的活性黄X-R脱色率可达到89.7%和95.2%、COD去除率可达到81.5%和90.5%；而对罗丹明B处理效果不佳，这两种催化剂对其处理的脱色率的脱色率仅24.3%和32.2%、COD去除率仅16.7%和25.4%；改性TiO2处理酸性大红GR时的适宜pH为3-7，在自制的静电场中当电压为15V时，脱色率最高可达到93.5%。