Ti02光催化膜的改性及其催化性能的研究

时间：2007-01-23 来源： 作者：

　　酚类物质是一种毒性很强的有机污染物，其中2，4-二氯苯酚(2，4-dichlorophenol，以下简称DCP)是公认的致癌物质，属国家排放标准严格控制的有毒污染物[1]。利用TiO2光催化剂对DCP进行光催化降解已有报道[2-3]。但是都存在如下不足：一是在悬浮体系中催化剂回收困难，不利于实现工业化大规模的应用[4]；二是在固定膜体系中，由于与反应液接触的比表面积较悬浮态的要小，所以存在传质限制，降解效率并不高。而对Ti02光催化膜进行适当的改性可以大大增强其光催化活性。本文利用价廉、易得的活性炭粉末对光催化膜进行改性克服了以往催化剂改性的成本较高，方法较繁琐的缺点，且能获得较高的催化活性。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂
　　仪器：NDC型光催化反应器(自制)，752紫外分光光度计，300W直形紫外线高压汞灯，SK3300LH型超声波清洗仪，JC23378型笔式pH酸度计。
　　试剂：钛酸四丁酯，三乙醇胺，(40—60目)，2，4-二氯苯酚。
1.2 改性TiO2光催化薄膜的制备
　　TiO2催化剂薄膜的制备采用sol-gel溶胶凝胶工艺，以钛酸丁酯为前驱物，将100mL钛酸丁酯与26mL三乙醇胺混合后加入到400mL的无水乙醇中搅拌2h，缓慢滴加5.4mL的水后再搅拌0.5h得到淡黄色透明溶胶，将一定量的活性炭粉末投加到溶液中，并用超声波分散60 min。采用浸渍-提拉法涂膜，用洁净的圆筒石英套管作为基体以2mm／s的速度匀速提拉出液面，湿膜在空气中晾干10 min，将薄膜在马福炉中以5℃／min的速度升温至500℃后保温2h，重复以上步骤5次。最终可以获得均匀、牢固且具有较高光催化活性的掺杂活性炭粉末的TiO2光催化薄膜。
1.3 实验方法与实验装置
　　将配置好的一定浓度的DCP溶液移人反应器中，反应器中央为300W高压汞灯照射，外套外壁镀有光催化膜的石英圆筒管，每隔20min取样分析，同时作不光照对比实验和空白分析。实验采用自制的催化反应器，装置如图1所示。

1.4 分析方法
　　选用紫外分光光度法，根据实验测定当波长在286nm处，DCP溶液的吸光度最大。因而选定286nm测定DCP的吸光度。以吸光度的变化来反映DCP的光催化降解率。

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