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随着环境污染日益严重，利用半导体作为光催化剂催化降解有机物的研究已成为热点，纳米半导体材料在基础和实践研究领域发挥了重要的作用，大多数纳米金属氧化物具有特殊的催化性质。作为光催化剂的主要原料，N型半导体TiO2活性高，化学稳定性好，对人体无害，是理想的环保型光催化剂。它将在环境污染治理方面，扮演极其重要的角色。本论文主要研究了纳米TiO2的制备、负载及其光催化降解TNT和士林大红染料的动力学研究。
本文利用溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2和TiO2/海泡石，并且采用XRD、DSC、TG-DTA、SEM等方法对制备的两种光催化剂进行形貌、结构等研究。尝试了对士林大红染料和TNT的光催化降解实验研究，分析和讨论了光催化降解动力学机理，推导了士林大红和TNT光降解的动力学方程。结果表明：纳米TiO2是具有较高比表面积、纯度高、孔径适宜且分布窄，热稳定性高的锐钛型TiO2，其比表面积为149.5m2/g,孔径为3.92nm,晶粒尺寸为9.6nm；TiO2/海泡石的结构和形貌表征的结果，证实TiO2以高度分散状态负载于海泡石表面；根据士林大红溶液的光降解历程及应用Langmiur吸附等温式，导出了该降解反应的动力学方程，用实验数据对该方程拟合后的结果表明，士林大红溶液的光催化降解反应属于准一级反应(相关系数在r2在0.994以上)，在较低初始浓度下，初始浓度与平均降解进度正相关，趋于一级反应，在较高浓度时，反应趋于零级反应；TNT的光催化降解研究表明，纳米TiO2与TiO2/海泡石具有相当的光催化活性，TNT溶液的浓度降解率平均达99.55，COD降解率平均达76.44，多数达到国家一级排放标准(0.5mg/L)，这是单纯UV作用远远达不到的。