交聯淀粉-TiO2復合材料的制備及協(xié)同處理染料廢水.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)是一種有效的光催化劑，在紫外光照射的條件下，可將有機物降解為CO2和H2O，在染料廢水處理領域具有很大潛力。但是TiO2表面活性位點較少，吸附性能有限，導致光催化時間過長，限制了其推廣應用。為了縮短TiO2反應時間，本文提出兩種改性淀粉分別與TiO2復合制備復合材料。利用改性淀粉吸附作用提高了TiO2光催化效率。
　　本文提出了在溶膠凝膠體系中利用原位合成法制備交聯淀粉微球/二氧化鈦（CSM/TiO2）復合材料

2、、交聯多孔淀粉/二氧化鈦（FDPS/TiO2）復合材料。考察了復合材料的形貌、晶型、紅外特性。結果表明，TiO2通過Ti-O-C鍵負載于改性淀粉表面，利于光催化反應的發(fā)生。
　　考察了改性淀粉添加量對復合材料的比表面積、吸附、光催化性能的影響，提出復合材料對亞甲基藍(MB)吸附以單分子層吸附為主的假設，并確定了最佳改性淀粉添加量。當CSM添加量為25.3wt％時，CSM/TiO2復合材料性能最優(yōu)，比表面積為255.1 m2/g，對

3、MB的最大飽和吸附量為147.68mg/g，光催化去除率可達98.86％;當FDPS添加量為10 wt％時，FDPS/TiO2復合材料性能最優(yōu)，比表面積為176.9m2/g，對MB的最大飽和吸附量為80.55 mg/g，光催化去除率可達99.92％。
　　對比復合材料與單個材料對染料的吸附和光催化去除速率，發(fā)現兩種復合材料都有效地縮短了光催化反應時間，提高了光催化效率。當復合材料與TiO2對MB的光催化去除率都達到99％以上時，C

4、SM/TiO2、 FDPS/TiO2復合材料的光催化反應時間僅為TiO2的12.5％和12％。同時保持了高吸附率，其對MB的飽和吸附去除率分別為92.41％和99.7％。
　　為了進一步探究復合材料對染料的去除作用機理，擬合了復合材料對MB溶液吸附及協(xié)同作用的熱力學和動力學模型。結果表明，兩種復合材料的吸附作用都較好地符合單分子層吸附的Langmuir吸附模型。且協(xié)同作用都較好的符合準二級動力學模型和Weber-Morris內擴散