介孔納米光催化劑降解有機污染物的研究.pdf

1、本文以水熱法合成了La摻雜和未摻雜的介孔納米TiO<,2>粉體，并對其進行了相應(yīng)的表征和光催化降解水相中的染料和有機磷農(nóng)藥污染物的研究。獲得的主要實驗結(jié)果如下： 1.以硫酸鈦和硝酸鑭為原料，以表面活性劑十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)為模板劑，通過水熱法可在低溫下獲得具有良好熱穩(wěn)定性銳鈦礦相結(jié)構(gòu)的介孔納米TiO<,2>和La摻雜的介孔納米TiO<,2>。所制備的納米TiO<,2>粒子具有相對較高的相轉(zhuǎn)變溫度和較穩(wěn)定的介孔結(jié)構(gòu)；1

2、％La摻雜的介孔納米TiO<,2>具有比未摻雜樣品更高的相轉(zhuǎn)變溫度，原因是La的摻雜抑制了TiO<,2>的相變。此外，摻雜的La在制得的介孔材料取較穩(wěn)定的存在狀態(tài)。 2.以介孔納米TiO<,2>為光催化劑，研究了甲基橙在懸浮液中的光催化降解，考察并優(yōu)化了光源功率、溶液初始pH值和催化劑的濃度等影響因素。在光源為250W汞燈、反應(yīng)溶液pH=2.0和催化劑加入量為1.0 g/L的條件下，20 mg/L的甲基橙能夠在40分鐘內(nèi)被降解9

3、8％；在此條件下甲基橙降解的中間產(chǎn)物主要包括了脫甲基化產(chǎn)物、甲基化產(chǎn)物和羥基化產(chǎn)物。其中，最先發(fā)生的是脫甲基化反應(yīng)，而生成產(chǎn)物最多的是羥基化反應(yīng)。 3.通過采用優(yōu)化的鉬籃比色法測定降解產(chǎn)物PO<,4><'3->研究了甲胺磷在介孔納米TiO<,2>懸浮液中的光催化降解?？疾炝巳芤撼跏紁H值、催化劑濃度和甲胺磷濃度等因素對光催化降解速率的影響并優(yōu)化了這些反應(yīng)條件。研究結(jié)果表明：在甲胺磷濃度為20 mg/L，反應(yīng)液起始pH=4.02，

4、催化劑濃度為0.5g/L，光照時間為3小時的條件下，甲胺磷的降解效率可達到71.8％。此外，離子色譜檢測結(jié)果表明：經(jīng)過4小時的光照后甲胺磷基本上降解完全，并且深度礦化成對環(huán)境無害的無機物質(zhì)。結(jié)合計算機模擬甲胺磷分子的結(jié)果，提出了甲胺磷光催化降解的路線圖。 4.以La摻雜的介孔納米TiO<,2>為光催化劑，研究了甲基對硫磷和辛硫磷在懸浮液中的光催化降解，考察并優(yōu)化了催化劑中La的摻雜量以及煅燒溫度、溶液初始pH值和催化劑的濃度等影

5、響因素。甲基對硫磷最優(yōu)的光催化反應(yīng)條件為：催化劑為500℃煅燒的1％La摻雜的TiO<,2>，反應(yīng)液起始pH=6.38，催化劑濃度為2.0g/L；辛硫磷最優(yōu)的光催化反應(yīng)條件為：催化劑為700℃煅燒的1％La摻雜的。TiO<,2>，反應(yīng)液起始pH=4.43，催化劑濃度為0.5 g/L。光照3小時后溶液中的20 mg/L甲基對硫磷和辛硫磷均可完全被去除，但是，離子色譜檢測的結(jié)果表明溶液中的有機磷農(nóng)藥分子并未完全礦化，說明反應(yīng)溶液中仍含有未被