论文部分内容阅读
光催化剂几乎能够使所有液相和气相中的有机污染物发生氧化还原反应而转变为无害物,无二次污染; 光催化技术已成为一种很有前景的绿色环境净化技术。目前对TiO2作光催化剂的研究较多,本文结合现有的TiO2光催化剂制备及改性技术,将均匀沉淀法和浸渍法相结合,采用均匀沉淀包覆法,不经高温煅烧处理,制备出了Fe(OH)3/TiO2 复合型光催化剂,并讨论了铁的掺杂量、pH 等对该复合型光催化剂催化效率的影响。研究结果表明该催化剂光催化活性高,以甲基橙的光催化降解为例,在pH5~7,0.05%Fe(OH)3/TiO2光催化剂的光催化活性约是纯TiO2的5 倍; 矿化能力强,能将一些苯系物等大分子有机污染物迅速彻底矿化; 催化降解速率与污染物初始浓度无关,其降解动力学表现为零级反应; 该催化剂应用时条件温和,最高催化活性在弱酸性和中性(pH5~7),对设备腐蚀性小; 催化剂本身的腐蚀十分轻微,光催化剂也可以循环使用。本文以甲基橙为有机污染物的模型化合物,采用UV-VIS、GC 等测试手段研究了光催化剂催化降解有机污染物的降解效率、降解的最终产物及矿化有机污染物的能力等情况; 以光催化剂催化降解甲基橙的能力来评价其光催化降解有机污染物的光催化能力; 并应用TEM,XRD,FT-IR, TG-DSC,UV-VIS 反射光谱等测试手段对催化剂的结构、性能进行了表征和研究。结果表明,本文制备的Fe(OH)3/TiO2复合型光催化剂具有核壳结构,核为TiO2,壳为氢氧化铁; 改性前后TiO2 晶形不变,纳米TiO2 颗粒则略为变大。Fe(OH)3/TiO2 光催化剂可见光吸收能力略为增强,即改性后的光催化剂对可见光的吸收范围有所拓宽。0.05%Fe(OH)3/TiO2的BET 比表面较纯TiO2的比表面略为变小,但孔尺寸稍微变大,但Fe(OH)3/TiO2降解甲基橙的光催化能力较纯TiO2则大大提高。FT-IR 研究结果表明,Fe(OH)3/TiO2复合型光催化剂表面Fe(OH)3上的结合水与TiO2 表面以化学建结合,有利于TiO2 被光激发所产生空穴的捕获,并迅速转换为羟基自由基,这可能是Fe(OH)3/TiO2 光催化剂的光催化活性大大提高的原因之一。将Fe(OH)3/TiO2 催化剂在250℃热处理1 小时后其光催化活性大大下降,其降解动