超聲輔助法制備復(fù)合型催化劑及其催化氧化苯系物廢氣的研究.pdf

1、TiO2和ZnO具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難溶、無(wú)毒、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而在光催化氧化處理苯系物廢氣中研究、應(yīng)用廣泛。為了解決TiO2和ZnO光吸收波長(zhǎng)范圍狹窄、可見(jiàn)光利用效率低等問(wèn)題，元素?fù)诫s是有效的方法之一。本論文在超聲輔助作用下利用溶膠凝膠法和均勻沉淀法制備元素?fù)诫s復(fù)合型催化劑，并以苯系物(苯、甲苯)氣體為目標(biāo)降解物，研究處理效果的影響因素。
　　1.以鈦酸正丁酯為鈦源，無(wú)水乙醇為溶劑，在超聲輔助作下用溶膠凝膠法分別制備了TiO2摻F

2、e3+（Fe-TiO2）、TiO2摻N（N-TiO2）的復(fù)合型催化劑，并用TGA、XRD、BET、FTIR、UV-Vis、SEM等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，F(xiàn)e-TiO2的平均粒徑為18.4nm；N-TiO2的平均粒徑為20.2nm。對(duì)制備的Fe-TiO2、N-TiO2進(jìn)行了光活性的評(píng)價(jià)試驗(yàn)，考察了吸附時(shí)間、超聲時(shí)間、元素?fù)诫s量、焙燒溫度、相對(duì)濕度對(duì)催化劑光催化氧化效果的影響。結(jié)果表明：吸附平衡70min后，經(jīng)超聲反應(yīng)2h、焙燒溫度為300

3、℃下條件制備的Fe-TiO2（1 wt％Fe3+）和N-TiO2（10 wt%N）光催化效果最佳。當(dāng)相對(duì)濕度為50%、可見(jiàn)光照射下催化氧化3h時(shí)，F(xiàn)e-TiO2對(duì)苯和甲苯的降解率分別達(dá)到78.3%和82.5%；N-TiO2對(duì)苯和甲苯的降解率分別達(dá)到72.6%和77.4%。
　　2.在超聲輔助作用下，以硝酸鋅為鋅源，尿素為沉淀劑，利用均勻沉淀法制備了摻Fe3+的ZnO催化劑（Fe-ZnO）并進(jìn)行了表征。Fe-ZnO（0.5 wt%F

4、e3+）的平均粒徑為16.8nm。在超聲時(shí)間為1h、n(硝酸鋅)：n(尿素)=1:2、摻鐵量為0.5 wt%、焙燒溫度為450℃條件下制備的催化劑性能最佳，其在相對(duì)濕度為50%、氧化時(shí)間為3h時(shí)，其對(duì)苯及甲苯的處理效率分別達(dá)到69.4%和72.7%。
　　3.在超聲輔助作用下制備了Fe3+摻雜復(fù)合型催化劑Fe-ZnO/TiO2并對(duì)其進(jìn)行表征。在超聲時(shí)間為1.5h、原料Ti:Zn(摩爾比)=4：1、摻鐵量為1 wt%（Fe:Zn）、