活性炭負載二氧化鈦復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、懸浮相純納米TiO2光催化劑活性較高，但在使用過程中易凝聚失活，并且回收再利用比較困難。對二氧化鈦光催化劑的改性研究具有廣泛的意義。本論文采用煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭為載體，通過水熱法、sol gel A液B液法以及直接溶膠凝膠法制備出炭載二氧化鈦復(fù)合催化劑。此外，用水熱-溶膠浸漬法先將錳鋅鐵氧體負載在活性炭上形成磁性炭，再以該磁性炭為載體負載二氧化鈦，得到了催化活性較高且具有較好磁分離性能的軟磁性復(fù)合光催化劑。同時借助XRD、SEM和V

2、SM等表征手段，討論了活性炭來源、煅燒處理、鈦負載量、錳鋅鐵氧體含量等對復(fù)合光催化劑的光催化性能的影響，以及以亞甲基藍(MB)為目標降解物時的降解條件的優(yōu)化。
　　研究結(jié)果表明：
　　(1)通過水熱法、直接溶膠凝膠法和sol gel A液B液法均可以制備出炭載二氧化鈦復(fù)合光催化劑，制備方法不同，活性也有差異，但均表現(xiàn)出比等量純二氧化鈦更高的活性?；钚蕴可县撦d的二氧化鈦呈銳鈦礦晶型，為納米級，晶粒小，分布均勻。
　　(2

3、)通過對煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭這兩種活性炭作載體負載二氧化鈦活性組分所制得的復(fù)合光催化劑脫除水中亞甲基藍進行活性評價，發(fā)現(xiàn)載體的結(jié)構(gòu)對復(fù)合光催化劑的活性有著顯著影響，椰殼炭由于孔體積更豐富、比表面積更大，能夠為二氧化鈦提供更多的負載場所，使其分布更均勻，并且表現(xiàn)出更優(yōu)良的吸附效果，使得對亞甲基藍的脫除速率更快，脫除能力更強。
　　(3)復(fù)合光催化劑制備中，煅燒對其活性有著明顯的影響。經(jīng)過煅燒或者增加煅燒次數(shù)，可以對載體活性炭起到擴

4、孔作用，從而提高整體復(fù)合光催化劑的活性。隨著煅燒溫度的升高，載體擴孔越明顯，活性炭上負載的二氧化鈦的銳鈦礦晶型越來越完善，復(fù)合光催化劑的光催化降解效果越好。并且，煅燒溫度適宜，不會改變二氧化鈦晶型。
　　(4)在一定范圍內(nèi)增加復(fù)合光催化劑中二氧化鈦的負載量，可以增加光催化活性位，相應(yīng)的光催化活性也隨之提高，但負載量相對過高，TiO2粒徑變大，出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，反而會降低光催化效率，另一方面過多的TiO2會堵塞活性炭的孔洞，使活性炭的吸

5、附性能也有所降低，進而降低了總的光降解速率。這個相對負載量與載體的孔體積和孔結(jié)構(gòu)有著緊密聯(lián)系。
　　(5)在光催化降解體系中加入雙氧水，可以明顯的提高復(fù)合型光催化劑的光催化降解能力。在強堿性條件下，有利于亞甲基藍在復(fù)合光催化劑顆粒表面的吸附。隨著亞甲基藍溶液初始濃度的提高，表面上表現(xiàn)出的亞甲基藍的脫除率是降低的，但實質(zhì)上復(fù)合光催化劑脫除亞甲基藍的實際絕對量是增加的。復(fù)合光催化劑投入量的增加，可加快對亞甲基藍溶液的去除速率。

6、　　(6)以水熱-溶膠浸漬法制備的軟磁性Ti-FAC復(fù)合光催化劑，由于適量錳鋅鐵氧體的負載，不僅具有更高的光催化活性，而且賦予光催化劑良好的磁性能，能借助外加磁場有效方便地進行固液分離，實現(xiàn)復(fù)合光催化劑的循環(huán)再使用。經(jīng)過6次“光催化降解-磁場分離”循環(huán)使用后對亞甲基藍的光催化降解率仍然很高，即該復(fù)合光催化劑具有較好地穩(wěn)定性。
　　本文的創(chuàng)新點是將錳鋅鐵氧體引入復(fù)合光催化劑中，不僅利用了活性炭的強吸附性能促進光催化降解的進行，還利用