TiO2/PPY/Fe3O4的水热法制备及其光催化活性与磁回收性能研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ashlilani3
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于优异的光催化性质,TiO2光催化降解污染物引起了国内外学者的广泛关注。粉末态光催化剂存在着分离困难,容易团聚及不能重复利用等缺点,有学者将TiO2负载在块体材料(玻璃、陶瓷、金属等)以及粉体材料(玻璃微珠、活性炭、膨润土等)上加以回收利用,但均引起光催化活性的降低以及回收困难的问题。将TiO2包覆在软磁性纳米材料表面将使其既有粉末态高催化活性的优点,又能利用磁场进行回收利用。目前磁载TiO2光催化剂的制备主要有两种形式:第一种是在磁核的表面直接负载TiO2;第二种是在磁核先负载惰性隔离层再负载TiO2制成壳/壳/核结构的光催化剂。上述磁载TiO2光催化剂目前大多采用热处理的方法,然而热处理存在导致催化剂活性和磁回收性能降低的缺点。聚吡咯(PPY)具有不溶不熔、易聚合、耐酸、耐碱、耐腐蚀、稳定性好等优点,在铁氧体表面包覆PPY使其形成一层致密的薄层保护层,再在其表面以低温法负载TiO2光催化剂,将能克服上述两种磁载光催化剂的缺点.本论文通过低温水热反应法(170℃,pH=7+0.2),以聚吡咯(PPY)处理过的纳米Fe3O4为磁核,制备了一种,磁载TiO2光催化剂。本文的研究内容可分为三部分:(1)在低温水热条件下(170℃,pH=7+0.2),合成了纳米纯TiO2光催化剂,考察了不同因素对Ti02的影响,确定了在该条件下制备Ti02的最佳条件;(2)通过化学氧化法制备PPY/Fe3O4磁流体,并对其理化性能进行测试;(3)以PPY/Fe3O4为磁核,在低温水热条件下(170℃,pH=7+0.2),合成了纳米磁载TiO2光催化剂,用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)、对催化剂的物相组成、形貌、表面性质、以及磁学性质进行了表征分析.用初始浓度为25mg/L的苯酚溶液和六价铬为模拟污染物,对其进行光催化降解以考察其催化活性;以自制的磁回收装置考察其磁回收率.本文研究结果表明,制备纯TiO2的最佳反应条件是反应时间为18h,体系温度170℃,n(Ti4+):n(CH3CH2OH):n(H2O)=1:10:40条件下制得的催化剂活性最高;PPY/Fe3O4磁感应强度保持在50emu/g,说明磁流体PPY/Fe3O4具有较好的磁回收性能,PPY/Fe3O4的磁回收率可达99.65%;Ti02粒径在4-7nm,具有混晶结构,其中锐钛矿占95.2%,金红石占4.8%;PPY对Ti02在磁核表面的负载具有促进作用,Ti02在PPY/Fe3O4表面负载牢固;催化剂TPF(nTiO2:n PPY:nFe3O4=30:2.1:1)具有良好的壳/壳/核结构,其磁感应强度为40emu/g,具有超顺磁性;所制备的催化剂光催化降解苯酚符合假一级反应动力学方程,其中纯TiO2、P25、TPF反应速率常数K值分别为0.0279、0.0264、0.0252,TPF循环使用5次后K值为0.020,催化活性略有降低,循环使用平均回收率可达到90.35%.该法制备的磁载Ti02光催化剂具有优良的催化活性和磁回收性能,具有良好的应用前景.目前国内外还未见有关方面的报道,该论文已发表了核心期刊文章并申请了国家发明专利。
其他文献
<正>随着当今社会的快速发展,网购这种便捷时尚的购物方式,深受年青人的喜爱,同时也逐渐步入军营,并在广大官兵中成为一种流行时尚。然而,网购也是具有两面性的,网上购物让不
期刊
<正>本文作者在初中学生的成长过程中,教师的作用是毋庸置疑的。很多学校,教师是随班走,伴随学生一块儿度过3年的初中生活。在长期的朝夕相处过程中,教师的人格、学识、教育
期刊
席南华说,作为国家科技的战略队伍,中科院集中了最优秀的科学家、最先进的科研设备,有责任也有义务对“钱学森之问”作出探索$$ 在本科教育方面,国科大是一张白纸。但在席南华看
报纸
<正>白墙墨顶,小桥流水人家,江南古镇——乌镇,完整地保存着晚清和民国时期原有的水乡古镇风貌和格局。它恬静如水,以河成街,街桥相连,依河筑屋,水镇一体。在水乡中流连,犹如
期刊
以Zr OCl2·8H2O为催化剂,环烷酮和芳香醛为原料,合成了一系列标题化合物。产物结构经1HNMR、13CNMR、熔点和红外光谱等进行了表征。该方法不仅条件温和、操作简单,而且催化
以3-羟基苯甲醛和硫酸二甲酯为原料,在25~30℃下合成3-甲氧基苯甲醛,以硼氢化钾为还原剂在30~35℃下合成3-甲氧基苯甲醇,再以吡啶为催化剂,用亚硫酰氯在35~45℃下卤化合成标
领导的核心任务是选贤任能,那么领导就不可避免地面临一个巨大的挑战,那就是如何才能让人才满意、把人才留住。这里向大家推荐两个技巧:分槽合槽、高屋低屋。
期刊
加拿大幅员辽阔,矿产资源丰富,与我国具有强大的互补性,其北部地区(60°N以北地区)勘查程度较低,找矿潜力巨大,是我国实施“走出去”战略的热点地区。本文在综合前人成果的基础上,从
尊敬的各位前辈、各位领导、各位老师,同学们:$$在这充满着青春气息和满载着中国青年历史辉煌的五月,我们刚刚庆祝了中国共产主义青年团建团85周年、五四运动88周年,今天又在此隆
报纸
<正>五象·你知道吗?五象新区,是南宁城市规划中一个全新的城区,是邕江之南的辽阔平原区域,包括了北起邕江,南至那马,西起良凤江东侧连片丘陵,东至邕宁老城区和八尺江,以良庆