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半导体TiO2光催化技术是一种新型的环境治理技术,具有高催化活性、稳定、价廉、无毒、操作简单等优点。但是粉末TiO2催化剂存在易凝聚、降解效率低、分离回收难等问题,因此采用具有大比表面积、化学性质稳定、多孔的吸附剂作为载体,将TiO2固定化,并保证吸附载体实现了TiO2光催化再次利用性。
文章以陶粒为载体,采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2/陶粒光催化剂、Bx-TiO2-yNi2O3/陶粒催化剂,利用XRD,TG-DTA,FT-IR等手段对催化剂的组成成分、结构方式、晶体类型分析表征,以甲基橙为目标降解物,考察了煅烧温度、TiO2负载量与重复利用次数等制备条件对催化剂光催化性能的影响,确定了最佳制备条件;考察了TiO2/陶粒光催化剂光催化降解甲基橙过程的主要影响因素;对Bx-TiO2-yNi2O3/陶粒进行实验研究,考察B、Ni掺杂量对催化剂可见光活性的影响以及影响因素。
以铁片为阳极,石墨为阴极,选取Bx-TiO2-yNi2O3/陶粒为粒子电极,自制三维电极反应器,考察了各影响因素:光照、槽电压、Ph值对模拟染料废水甲基橙降解的影响。
研究结果表明:经700℃焙烧的TiO2/陶粒催化剂样品光催化性能最好,可重复使用;甲基橙的去除率随Ph值增大而减小,且能够确定催化剂最佳投加量。B、Ni共掺杂制备的Bx-TiO2-yNi2O3/陶粒催化剂可见光光响应红移,具备更高催化活性,以Bx-TiO2-yNi2O3/陶粒为粒子电极,考察甲基橙降解效率,可得甲基橙光照条件下最佳参数为:Ph=4,通电电压20V。