微弧氧化法制备纳米TiO光催化剂及其应用研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ch21st
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本论文主要研究了将微弧氧化(MAO)法制备的TiO2光催化剂用于光催化降解以甲基橙溶液和润滑油模拟废水为代表的有机废水的有效性及不同条件对催化剂活性的影响,并将其应用到实际印染废水的光催化降解中。 主要研究内容:TiO2光催化剂的MAO法制备及表征;TiO2光催化剂光催化降解的有效性、溶液pH值和其它离子对催化活性的影响;光-声联合催化效果;用MAO法对TiO2光催化剂进行金属掺杂的可行性及对催化剂活性的影响;TiO2光催化剂的实际应用。 实验结果表明:①MAO法在酸性电解液中制备的TiO2光催化剂以锐钛矿型为主,具有纳米结构;②MAO法制备的TiO2光催化剂具有良好的活性,在通入空气的情况下120min对甲基橙的降解率为48.57﹪,对润滑油模拟废水的降解率为89.76﹪;③催化剂制备时的电解液浓度和电解时间都对催化剂活性有影响,电解液浓度存在一个最佳值,在本论文的实验条件下最佳值为7.5ml/L的磷酸,电解时间会影响膜层的厚度;④溶液中的pH值会对催化效果有很大的影响,甲基橙降解时酸性条件要好于碱性条件,pH=4.0时降解率最高,为92.15﹪;⑤溶液中不同的离子对催化活性的影响不同,如Fe3+会起到Fenton试剂的作用,使催化效率成倍增加,最佳加入量为15mg/L;而Cl-会抑制催化剂的活性,使催化效率降低;⑥光-声联合催化实验表明了,MAO法制备的TiO2光催化剂负载强度高,不易脱落,并且在对甲基橙的降解中光、声起到了协同作用,使催化效率提高了21.41﹪;⑦在电解液中分别加入银、铁、二价锡、四价锡、钨、锰及铬离子,制得了掺杂金属的TiO2光催化剂,发现掺杂了银、二价锡和钨离子的催化剂活性提高,并且得到了他们在电解液中的最佳投加量分别为:0.5g/L、0.5g/L和0.2g/L;⑧将添加了金属的催化剂和未添加金属的催化剂应用到实际印染废水的处理中,都得到了很好的降解效果,处理后的水色度和浊度降低、清澈透明。 本论文证明MAO法在TiO2光催化剂的制备和改性上都是可行的,并且可以用于实际污水的处理。
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