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随着工业化进程的加快,有机污染物、重金属废水过量排放到水体,环境污染日益严重。光催化技术能够以较低的成本去除污染物,具有广阔的发展前景。其中二氧化钛由于具有强氧化能力、稳定的化学性质、对人体无害、较低的成本等特点而被广泛应用,而漂浮型膨胀珍珠岩由于其蜂窝状结构、易附着、价格低廉等特性常被用作载体,本研究将二氧化钛负载于膨胀珍珠岩,继而通过改性手段,制备出新型环境修复材料,采用溶胶-凝胶法,分别通过非金属原子、金属离子、半导体掺杂改性二氧化钛负载膨胀珍珠岩制备光催化材料,运用多种表征方法分析材料的理化性质,以六价铬和罗丹明B作为目标污染物,探究不同光催化材料处理污染物的效果,探讨其最佳工艺条件。本论文的主要研究工作和结果如下:(1)合成硼氮共掺杂二氧化钛负载膨胀珍珠岩的光催化剂,对制备的材料进行了 X射线衍射XRD、BET、X射线光电子能谱等表征分析,并探究了材料处理溶液中Cr和罗丹明B的效果。结果表明,锐钛矿B-N-TiO2/EP(B/Ti摩尔比为0.21)介孔具有较高的比表面积,是Ti02/EP的两倍多,投加2g·L-1的光催化材料处理罗丹明B(10mg·L-)和六价铬(60 mg·L-1),污染物去除率可达90%以上,且可回收利用,揭示了其在环境净化实际应用中的巨大潜力。(2)合成了银氮共掺杂二氧化钛负载膨胀珍珠岩的光催化剂,并且通过电子显微镜扫描(SEM)、比表面积及孔径分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征对其结构进行了分析,以罗丹明B作为目标降解物,研究材料的光催化活性。研究发现,复合材料成功负载了银和氮元素,且掺杂拓宽了二氧化钛的光响应范围,复合材料存在少量的微孔和大孔,同时存在大量的介孔。复合材料掺杂氮后光催化性能大幅度提高,随着银的继续掺杂复合材料的光催化能力进一步提高,且当银钛摩尔比为0.50%时材料的光催化效果最好,紫外光照射4 h对罗丹明B降解率可达99.3%,材料的光催化降解过程符合一阶动力学方程。(3)以载体膨胀珍珠岩为载体,合成了氧化锌掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化剂,并对所合成的复合材料进行了电子显微镜扫描(SEM)、比表面积及孔径分析(BET)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射(UV-VIS)表征,通过研究罗丹明B的降解过程确定材料的光催化性能,并探讨了其机理。结果表明,锌钛摩尔比为0.4%时材料的光催化性能最佳,在可见光下照射4 h后对初始浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液去除率达到99%,且罗丹明B的光催化降解过程表现为拟一级动力学,羟基自由基、超氧自由基与空穴均是罗丹明B降解的活性物种。