改性TiO2催化劑制備及可見光光催化性能研究.pdf

1、隨著水資源的污染日益加劇，傳統(tǒng)的生物處理方法往往難以達(dá)到污水凈化的需求，二氧化鈦光催化氧化法具有傳統(tǒng)污水處理方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn);作為一種光催化劑，二氧化鈦高效、環(huán)保、穩(wěn)定、無二次污染，已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但受限于禁帶寬度，二氧化鈦僅響應(yīng)紫外光的部分，對(duì)可見光幾乎無利用，因此需要對(duì)其改性，以增強(qiáng)TiO2在可見光下的催化活性。
　　本課題制備了非金屬摻雜和上轉(zhuǎn)換材料復(fù)合的改性TiO2催化劑，通過XRD、SEM、FT-TR等對(duì)

2、催化劑的性能進(jìn)行了表征，并在此基礎(chǔ)上制備了摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料Er3+/NaYF4的N，S-P25復(fù)合催化劑;以苯酚模擬廢水，阿奇霉素模擬廢水和城市污水二級(jí)出水為典型污染物，研究了可見光下復(fù)合催化劑對(duì)難降解污染物的降解能力，結(jié)論如下:
　　1)用研磨共煅燒制備的尿素改性N-P25催化劑、硫脲改性S-P25催化劑和甲硫氨酸改性N，S-P25催化劑均對(duì)可見光(400-700nm)有較強(qiáng)的吸收。700℃煅燒時(shí)間2h的N，S-P25催化活性

3、最好，酸性紅B初始濃度為10mg/L時(shí)，反應(yīng)3h后，酸性紅B的降解率達(dá)到了55.1％，較未改性P25提高近1倍。
　　2)制備的兩種含的Er3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光劑Er3+/NaYF4和Er3+/Y2O3，樣品均具有良好的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。通過研磨煅燒的方法制備了摻雜上轉(zhuǎn)換材料的TiO2光催化劑Er3+/NaYF4·P25和Er3+/Y2O3·P25，在可見光催化降解酸性紅B的實(shí)驗(yàn)表明，摻雜上轉(zhuǎn)換劑的催化劑催化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于純P25，酸性紅B

4、初始濃度為10mg/L時(shí)，可見光照射3個(gè)小時(shí)，兩種催化劑對(duì)酸性紅B的降解率分別達(dá)到了64.3％和54.5％。
　　3)以N，S-P25催化劑（自制），Er3+/NaYF4上轉(zhuǎn)換材料（自制）為材料，制備了摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料Er3+/NaYF4的N，S-P25復(fù)合催化劑，催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純P25及單一改性的N，S-P25和Er3+/NaYF4·P25催化劑，酸性紅B初始濃度為10mg/L時(shí)，可見光照射3h，酸性紅B的降解率達(dá)到了75.

5、6％。
　　4)采用復(fù)合催化劑在可見光條件下對(duì)苯酚模擬廢水、阿奇霉素模擬廢水、城市污水二級(jí)出水進(jìn)行催化降解試驗(yàn)研究，在初始濃度20mg/L，催化劑投加量1g/L，pH=6，可見光照射6h的條件下，復(fù)合催化劑對(duì)苯酚廢水的降解率達(dá)到了54.2％;在初始濃度1.5g/L，催化劑投加量1g/L，pH=4，反應(yīng)時(shí)間6h條件下，復(fù)合催化劑對(duì)阿奇霉素的降解率達(dá)到了91.1％;可見光光照6h，催化劑投加量1.5g/L，COD初始濃度100mg/L