纳米TiO<,2>光催化降解橡椀栲胶的研究
TiO2光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术，作为高级氧化技术，它以高效、无毒、价格低廉、性能稳定，几乎所有的有机物都可被降解矿化成CO2，H2O以及相应的离子如SO42-，NO3-，PO43-，Cl-等而受到广泛的关注。
目前，研究人员把更多的注意力都放在了小分子有机物的光催化降解研究上，比如有机染料，杀虫剂，表面活化剂，除草剂等，而对大分子有机物的光催化降解则缺乏深入的研究，特别是象合成鞣剂，栲胶，蛋白质等制革废水中的大分子有机物。
本论文选用制革废水中的典型较高分子量有机物橡椀栲胶进行了TiO2光催化降解的研究，得出了如下主要结论：
(1)在KL-1型紫外光反应器中，利用悬浮纳米TiO2粉体对橡椀栲胶光催化降解的几种影响因素进行了研究。结果发现，碱性条件下，20w紫外灯光(波长为254nm)直接照射，栲胶溶液的浓度为0.5g/L，TiO2用量为1.0g/L，降解效果较好；外加H2O2对橡椀栲胶的光催化降解有很好的协同效应。
(2)以Ti(OC4H9)4为原料，溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2薄膜和粉体，原子力显微镜(AFM)观察了纳米TiO2薄膜的形貌，X-射线衍射(XRD)考察了相同条件下得到的粉体的相结构，纳米TiO2薄膜的AFM图表明薄膜均匀，无龟裂，无针孔，厚度20nm左右，TiO2粉体XRD图显示所制得的纳米TiO2粉体是锐钛矿型，平均粒径约为11.0nm。
(3)在自制的反应器中，以制得的纳米TiO2薄膜，研究了水中橡椀栲胶的光催化降解行为。研究表明橡椀栲胶的降解可用LangmuirHinshelwood方程来描述，即浓度较高时，栲胶降解液的光催化降解符合零级动力学方程；浓度较低时，栲胶降解液的光催化降解符合一级动力学方程。外加H2O2对橡椀栲胶的光催化降解有极大的促进作用，但这种促进作用会因为光生电子效率的影响而有一个极限值。在远离橡椀栲胶溶液等电点的起始pH条件下光催化降解效果较好，且碱性条件下的降解速率高于酸性条件下的降解速率。
(4)初步进行了加脂剂，丙烯酸复鞣剂，被纳米TiO2光催化降解实验，实验结果表明，加脂剂和丙烯酸复鞣剂光催化降解效果良好。初步进行掺银纳米TiO2薄膜和粉体的制备，薄膜均匀，无龟裂，无针孔，厚度20nm左右，粉体是锐钛矿型，样品的平均粒径约为10.4nm。
(5)初步比较了相同质量下，以载波片为载体的纳米TiO2薄膜和悬浮纳米TiO2粉体的光催化性能，结果表明，相同条件下，两者的光催化性能几乎没有差别。
纳米二氧化钛;光催化降解;橡椀栲胶;制革废水;废水处理
陕西科技大学
硕士
皮革化学与工程
孙根行
2006
中文
X794;X703
53
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）