Ti網(wǎng)負(fù)載WO3-TiO2納米管復(fù)合光催化材料的制備及其降解亞甲基藍(lán)的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前，環(huán)境質(zhì)量面臨整體惡化，污染越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是水體污染，已經(jīng)成為了環(huán)境污染的主要問(wèn)題之一。因此，減少工業(yè)排污，降低工業(yè)廢水中污染物含量，提高水體質(zhì)量勢(shì)在必行。光催化技術(shù)作為一種新型凈化水質(zhì)技術(shù)，具有反應(yīng)條件溫和、能量消耗少、無(wú)二次污染、可以在常溫常壓下氧化分解成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化合物，且材料本身在反應(yīng)過(guò)程中并不消耗等優(yōu)點(diǎn)，使其成為一種備受矚目的水處理技術(shù)。TiO2納米管作為一種具有新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光催化活性、機(jī)械穩(wěn)定性、抗

2、腐蝕性以及納米多孔的表面形貌，是當(dāng)下最具前景的光催化材料，也是發(fā)展光催化技術(shù)的一個(gè)重要方向。
　　本文以TiO2納米管為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行改性。以Ti網(wǎng)為負(fù)載基材，以WO3為Ti網(wǎng)負(fù)載TiO2納米管(TM)的摻雜材料，采用陽(yáng)極氧化和電沉積相結(jié)合的方法制備得到Ti網(wǎng)負(fù)載WO3/TiO2納米管復(fù)合光催化材料(WTM)，通過(guò)采用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、紫外可見分光光度計(jì)對(duì)所制備的樣品進(jìn)行物理表征，并重點(diǎn)研究其在可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)

3、(MB)的光催化降解活性。
　　首先，采用陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管，以含NH4F、U2O的乙二醇溶液為電解液，進(jìn)行恒壓氧化，并在500℃高溫下煅燒后得到樣品TM。研究不同的氧化電壓和氧化時(shí)間對(duì)TiO2納米管表觀形貌的影響。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)氧化電壓為30V，氧化時(shí)間為30min時(shí)，TiO2納米管分布相對(duì)比較整齊，且在經(jīng)過(guò)500。C高溫煅燒后，完成了向銳鈦礦型TiO2的轉(zhuǎn)化。
　　其次，采用陽(yáng)極氧化和電沉積法相結(jié)合的方法制備

4、WTM，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，WTM表面已經(jīng)被緊實(shí)的WO3顆粒層均勻包覆，且在紫外光區(qū)和可見光區(qū)均具有較大的吸收強(qiáng)度。在MB降解測(cè)試中，可見光照射120min后，WTM對(duì)MB的降解率達(dá)到了72％，高出Ti片負(fù)載WO3/TiO2納米管(WTP)35％。對(duì)比攪拌MB溶液與沒(méi)有攪拌時(shí)降解效果，發(fā)現(xiàn)WTM降解率差值(△D):12％，遠(yuǎn)高于WTP的△D(3％)。此外，對(duì)已使用的WTM進(jìn)行清洗，并測(cè)試WTM樣品的循環(huán)壽命，測(cè)試結(jié)果顯示，各循環(huán)效率為:69％

5、,92％、93％。
　　最后，通過(guò)調(diào)節(jié)WO3的沉積電流密度，制備WO3含量不等的WTM，研究了不同電流對(duì)WTM的晶體結(jié)構(gòu)、表觀形貌、以及MB降解率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著沉積電流的不斷增大，WO3沉積的量不斷增加，且在可見光區(qū)的吸收強(qiáng)度也不斷增加。經(jīng)過(guò)對(duì)WTM1(4mA/cm2)、WTM2(8mA/cm2)、WTM3(16mA/cm2)進(jìn)行光催化降解MB測(cè)試得出，當(dāng)電流密度為8mA/cm2時(shí)，樣品WTM2對(duì)MB的光催化降解最大，12