【摘 要】
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半导体多相光催化降解有机物是近年来发展起来的一种先进的废水处理技术。它能够破坏有机物的结构，且不产生二次污染、能耗低、工艺简单，因而对这种方法的理论和实验研究成为目前水处理方面的热门课题。由于TiO2具有较高的稳定性、活性，低成本、无毒性、难溶于酸和碱等特点，使其成为诸多半导体光催化材料中的首选。然而实践证明，利用纳米粉体二氧化钛光催化降解污染物时存在着二氧化钛易团聚而使其失去活性，且容易流失，不
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半导体多相光催化降解有机物是近年来发展起来的一种先进的废水处理技术。它能够破坏有机物的结构，且不产生二次污染、能耗低、工艺简单，因而对这种方法的理论和实验研究成为目前水处理方面的热门课题。由于TiO2具有较高的稳定性、活性，低成本、无毒性、难溶于酸和碱等特点，使其成为诸多半导体光催化材料中的首选。然而实践证明，利用纳米粉体二氧化钛光催化降解污染物时存在着二氧化钛易团聚而使其失去活性，且容易流失，不利于回收重复利用等阻碍实际应用的问题。将纳米TiO2负载于载体的表面，制备一定粒径的负载型光催化剂，不仅可防止催化剂的流失，也有利于其循环使用。
溶胶-凝胶法是制备负载型纳米TiO2光催化剂的主要方法之一，其中溶胶的稳定性是一个十分重要的条件。本研究改进了溶胶的制备工艺，选用无水乙醇作溶剂，以乙酰丙酮作抑制剂，各物质的摩尔比Ti(OC4H9)4∶C2H5OH∶H2O∶HNO3∶CH3COCH2COCH3为1∶18∶2∶0.2∶0.2。该工艺使溶胶的稳定时间长达80天，既能保证所制备的溶胶长时间不变成凝胶，又能保证负载牢固强度和较高的催化活性。
本研究选用180目的天然沸石作为载体，展开了负载方法、载体与活性组份间相互作用及其光催化性能的研究。通过结构表征和形态分析，XRD图谱表明锻烧温度为500℃时，负载在沸石表面的TiO2晶型结构为锐钛矿型，且负载后的TiO2对沸石的本身结构没有产生影响。IR分析表明TiO2与沸石之间形成了较强的Ti-O-Si化学键。
选用甲基橙溶液作为降解对象，以自行设计的多相流化床光催化氧化反应装置进行实验研究，探索了负载次数，降解溶液的初始pH值，溶液的初始浓度，降解反应时间，光催化剂的用量，光照强度，降解溶液中外加氧化剂等因素对TiO2/沸石微粒光催化性能的研究。研究结果表明：本研究制备的纳米TiO2/沸石微粒具有良好的稳定性与催化活性，并且得到在甲基橙浓度为20mg/L，pH=2，催化剂的浓度为4g/L，反应时间为2h时对甲基橙有最好的降解效果，180目沸石为载体的TiO2/沸石微粒活性高。
同时探讨了负载型TiO2/沸石微粒光催化剂对有机物的光催化降解反应动力学规律，实验结果表明，在一定的反应条件下(紫外光)TiO2/沸石微粒对甲基橙的降解符合一级反应动力学方程，其反应速率常数K为0.0093min-1。
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