TiO2-AC復(fù)合材料制備及其光催化性能研究.pdf

1、由于工業(yè)污染廢棄物、生活污水排放等原因，生活中飲用水資源及空氣受到了嚴(yán)重的污染，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步。高吸附性能的活性炭已經(jīng)廣泛應(yīng)用在水處理等領(lǐng)域，但活性炭無法分解污染物。光催化氧化技術(shù)在處理有毒、難降解有機(jī)污染物方面所具有的巨大優(yōu)勢(shì)已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，其中TiO2納米微粒具有高催化活性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，但是由于TiO2光生電子和空穴易復(fù)合、對(duì)污染物的吸附性差及水處理過程中難以分離回收等缺陷限制了其在光催化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

2、為了克服活性炭和TiO2的缺陷，本研究以自制高吸附性能活性炭為載體，通過燒結(jié)負(fù)載的方法制備具備光催化活性高和比表面積大的TiO2-AC復(fù)合材料。TiO2-AC復(fù)合材料不僅能夠有效地吸附污染物，在紫外光照射條件下還可以高效的分解有機(jī)污染物，有效地降低污染物的含量。同時(shí)，TiO2-AC復(fù)合材料更有利于回收循環(huán)利用。然而，如何獲得高性能活性炭及TiO2-AC復(fù)合材料成為該技術(shù)研究的關(guān)鍵。因此，高比表面積高吸附性能的活性炭成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)課題

3、之一;TiO2-AC復(fù)合材料的制備應(yīng)用及其性能特性也在不斷地探索之中。
　　論文選取竹子和柚子皮兩種生物質(zhì)為原材料，首先對(duì)其進(jìn)行干燥處理。然后，炭化制備生物質(zhì)（竹子和柚子皮）炭及活化制備生物質(zhì)活性炭;采用燒結(jié)法，以自制高吸附性能活性炭負(fù)載納米級(jí)TiO2(5nm-10nm)得到TiO2-AC復(fù)合材料，并通過電子掃描(SEM)、比表面積(BET)等手段對(duì)活性炭和TiO2-AC復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:1）竹炭的收率在18％-30％

4、之間;柚子皮炭的收率小于竹炭，其收率在17％-25％之間，它們的收率都隨溫度增加而減少，其焦油含量均在10％左右;2）活性炭制備方法的不同使其比表面積的差異很大。經(jīng)測(cè)試得知，CO2-KCO3活化制備的活性炭比表面積小于KOH活化制備的活性炭，同時(shí)它們的吸附性能也有較大的差異;3）采用燒結(jié)法制備TiO2-AC復(fù)合材料，復(fù)合材料的比表面積與活性炭負(fù)載前有較大的降低，但是其比表面積仍較大，具有較強(qiáng)的吸附性能。
　　采用TiO2-AC復(fù)合

5、材料光催化降解水體污染物二甲基甲酰胺(DMF)和一氧化氮(NO)，通過比較光催化時(shí)間、TiO2含量等來表征TiO2-AC復(fù)合材料的光催化性能。結(jié)果表明:1）活性炭的比表面對(duì)DMF有一定的吸附作用，但其作用效果有限，只能夠吸附不能夠分解;2）顆粒狀TiO2-AC復(fù)合材料在紫外光源照射下，其對(duì)污染物DMF的光催化降解率可達(dá)到99％。用相同的復(fù)合材料經(jīng)過四次連續(xù)實(shí)驗(yàn)后，其光催化降解率有所下降，但是仍可達(dá)到90％以上;3）TiO2-AC復(fù)合材料