SiO2-TiO2復合氣凝膠的制備及對膠印油墨廢水處理的研究.pdf

1、隨著印刷技術的不斷發(fā)展，印刷行業(yè)廢水的排放量與日俱增、成分復雜、難以生化降解等問題越發(fā)嚴重，因而開發(fā)一種經(jīng)濟、高效的廢水處理方式便成為了研究的熱點。光催化氧化法是近年來盛行的綠色水處理方法，可將其用于處理印刷廢水。而二氧化鈦以其無毒、價廉、光催化性能優(yōu)良而作為常用的綠色光催化劑。二氧化硅氣凝膠是一種具有高比表面積、多孔等優(yōu)質性能的材料，可以作為良好的催化劑載體。本文采用溶膠凝膠法和常壓干燥法制備了二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠，不僅具有二

2、氧化鈦的光催化活性，也克服了二氧化鈦粉末難以分離回收、成本高等問題，并以此作為復合光催化劑來處理膠印油墨廢水，結果發(fā)現(xiàn)這種光催化劑可以顯著降低廢水的COD和色度，且可回收再利用。具體研究內容如下：
　?。?）二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠的制備
　　以鈦酸丁酯（TBT）和正硅酸乙酯(TEOS）分別作為鈦源和硅源，正硅酸乙酯和三甲基氯硅烷作為表面改性劑，正己烷作為低表面張力溶劑，各主要原料配比為：n(TBT):n(TEOS):n

3、(EtOH):n(HAC):n(H2O):n(H+):n(DMF)=1:1:20:2:6:1×10-3:0.2，制備得到了SiO2/TiO2復合氣凝膠，結果表明：制備的復合氣凝膠熱穩(wěn)定性能優(yōu)良，其中硅鈦元素均勻分布而且呈疏松多孔狀態(tài)。
　　詳細研究了不同硅鈦比對SiO2/TiO2復合氣凝膠的密度、比表面積和結構的影響，以及煅燒溫度對其比表面積和晶體結構的影響，實驗結果表明：隨著硅鈦比的減小，復合氣凝膠密度呈減小趨勢，最低為0.17

4、g/cm3；當硅鈦比為1:1時，復合氣凝膠比表面積最大，為701.6m2/g。經(jīng)過煅燒后的復合氣凝膠，隨溫度的升高比表面積呈下降趨勢，到800℃時，降低至220.68m2/g，仍具有較大的比表面積，能夠滿足光催化條件。同時，XRD結果表明，在800℃下煅燒時，復合氣凝膠銳鈦礦衍射峰最明顯，具有光催化活性。
　?。?）二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠的應用研究
　　本文探索了光催化氧化法處理膠印油墨廢水的各影響因素，獲得了光催化氧

5、化法處理膠印油墨廢水的最優(yōu)工藝。首先對廢水進行混凝預處理，降低廢水濁度，提高光的透過率，然后采用光催化氧化法處理廢水。結果表明：光催化氧化在以下條件降解膠印油墨廢水時達到最優(yōu)：催化劑（煅燒溫度為800℃、硅鈦比為1:1的復合催化劑）投加量為0.2g/L，紫外光照時間為30min，pH為5時，廢水中COD和色度的去除率分別為92.4％和94.6%。其催化效果明顯優(yōu)于P25。
　　復合氣凝膠的重復利用次數(shù)檢測結果表明，復合催化劑在使用