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双酚A(BPA)是在有机化工中应用最广泛的一种环境内分泌干扰物,它会严重污染生态环境和影响人类的身体健康。由于BPA被广泛的用于生产聚碳酸酯、环氧树脂及其他塑料制品等,这使得BPA所造成的环境问题日益严重。如何有效的去除双酚A已成为环境治理的热点和难点。 钛酸钙(CaTiO3)是一种最典型的ABO3型钙钛矿型氧化物,它在光催化分解水制氢、光降解有机污染物等重要光催化过程中向人们展示了诱人的应用前景,因此利用CaTiO3进行光催化处理污水非常具有研究价值。但是在CaTiO3的制备过程中,难以避免生成CaCO3或TiO2杂质,使其光催化活性不高。因此,人们通常采用复杂的金属掺杂或氧化物负载的方式来提高其光催化活性。 本论文以Ti(OBu)4和Ca(NO3)2·4H2O为原料,采用改进的溶胶-凝胶法合成了纯CaTiO3光催化剂和CaTiO3/CaO复合光催化剂,并用于光催化降解水中的典型环境内分泌干扰物BPA。采用X射线粉末衍射仪、透射电镜、能谱、比表面积测定仪等对CaTiO3及CaTiO3/CaO的晶体结构、微观结构、比表面积及孔容孔径等方面进行表征。分析了CaTiO3/CaO复合光催化剂的投加量、BPA溶液的初始浓度及溶液的pH值对CaTiO3/CaO复合光催化剂降解BPA的影响,比较了CaTiO3/CaO、CaTiO3和P25的光催化活性,并研究了CaTiO3/CaO复合光催化剂降解BPA的动力学方程。 采用改进的溶胶-凝胶法,使用冰醋酸作为催化剂,无需使用表面活性剂或络合剂就能合成纯度高、颗粒分布均匀、光催化活性高的CaTiO3光催化剂,并且用于光催化降解BPA,其对BPA的降解速率是P25的1.6倍。 采用改进的溶胶-凝胶法,通过控制Ca/Ti的摩尔比例、焙烧温度、焙烧时间和陈化时间,首次一步合成出CaTiO3/CaO复合光催化剂。巧妙引入CaO作为助催化剂,与CaTiO3光催化剂复合来提高CaTiO3的光催化活性。CaTiO3/CaO复合光催化剂的光催化活性相比纯CaTiO3光催化剂有了大幅提高,其能更高效的光催化降解水中的BPA。制备过程简单,使用的原料廉价易得,无需使用表面活性剂或络合剂,无需引入Ca、Ti之外的其它金属氧化物。因此,合成原料及过程都大为简化,并使生产成本降低。 当Ca/Ti的摩尔比例为2∶1,焙烧温度为600℃,焙烧时间为2h,陈化时间为24h时合成的CaTiO3/CaO复合光催化剂的光催化活性最高。在最优条件下合成的CaTiO3/CaO复合光催化剂中,CaTiO3的质量分数为86.8%,CaO的质量分数为13.2%。 CaTiO3/CaO复合光催化剂的投加量、BPA溶液的初始浓度及溶液的pH值会影响复合光催化剂的光催化活性。当CaTiO3/CaO的投加量为1.0g/L,BPA溶液的初始浓度为5mg/L,pH值为7.0时,CaTiO3/CaO复合光催化剂具有最高的光催化活性。 采用本文提出的合成方法在最优条件下所制备的CaTiO3/CaO复合光催化剂与P25、CaTiO3相比,对BPA具有更高的紫外光催化活性。CaTiO3/CaO复合光催化剂对BPA的降解速率是P25的3.84倍,是CaTiO3的2.37倍,BPA的光催化降解过程符合准一级反应动力学方程。