La3+摻雜TiO2催化降解捕收劑羥肟酸(H205)的研究.pdf

1、我國選礦藥劑的年消耗量為百萬噸級(jí)。2-羥基-3-萘甲羥肟酸(H205)用于稀土礦物及其他氧化礦物等的捕收劑，捕收能力適中、性能穩(wěn)定可靠、選擇性好、選礦指標(biāo)高，但難于降解，大量殘留在選礦廢水中，對(duì)人身健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和漁業(yè)環(huán)境具有很大危害。因此，尋求一種有效、合理的治理選礦廢水的技術(shù)，引起人們的廣泛關(guān)注。本文采用溶膠凝膠法和浸漬提拉法制備了稀土離子La3+/TiO2的新型多孔輕質(zhì)光催化劑，應(yīng)用于難降解的選礦捕收劑2-羥基-3-萘甲羥肟酸(H

2、205)。詳細(xì)研究了在紫外光和可見光下La3+摻雜量、焙燒溫度、TiO2負(fù)載量、模擬廢水的初始濃度、光催化劑的用量、pH及循環(huán)使用對(duì)光催化活性的影響。采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紫外可見漫反射(DRS)及傅里葉紅外變換光譜(FTIR)等分析技術(shù)對(duì)改性光催化劑及降解中間產(chǎn)物進(jìn)行表征。研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1.選擇幾種特定物質(zhì)，以組分A、B、C、D、E為原料，制備多孔輕質(zhì)基體（已申請國家發(fā)明專利2010102

3、56472.5）。詳細(xì)研究了影響多孔輕質(zhì)基體物化性能的因素。在制備配方探索性研究基礎(chǔ)上分別作了單因素條件試驗(yàn)，篩選出多孔輕質(zhì)材料最佳制備工藝條件為：組分A含量為2％、組分B含量為8％、組分C含量為10％、組分D含量為40％、組分E含量為40％、粘結(jié)劑CMC含量為5％（占組分總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）、800℃焙燒2h。該多孔輕質(zhì)基體材料在水介質(zhì)中漂浮時(shí)間為40h，散失率為0.36％，抗壓強(qiáng)度為3.72MPa。材料孔道分布均勻廣泛，形狀規(guī)則。

4、>　　 2.以含2-羥基-3-萘甲羥肟酸(H205)捕收劑模擬選礦廢水為降解對(duì)象，主要考察了各種因素對(duì)材料基體復(fù)合納米TiO2晶體膜的光催化性能影響?；w表面與摻雜0.5％La3+/TiO2溶膠復(fù)合5次，鍵合溫度為600℃，焙燒2h后即為新型光催化劑。在pH為3±0.1時(shí)，在500W高壓汞燈和500W高壓氙燈下對(duì)H205捕收劑的降解率分別為86.18％和88.11％。連續(xù)使用10次后，與使用一次時(shí)進(jìn)行比較，降解率下降了5％。應(yīng)用研究表

5、明，該材料是一種可高效循環(huán)利用的新型光催化材料。在相同反應(yīng)條件下，對(duì)苯甲羥肟酸、H205和十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，三種捕收劑降解率模擬廢水的依次為：苯甲羥肟酸(89.32％)＞十二烷基苯磺酸鈉(88.21％》H205(84.69％):
　　 3.研究了La3+/TiO2對(duì)2-羥基-3-萘甲羥肟酸(H205)捕收劑模擬選礦廢水光催化降解的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理，結(jié)果表明該反應(yīng)符合Langmuir-Hinshelwood動(dòng)力學(xué)方程。