【摘 要】
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本文采用溶胶-凝胶法制备了不同种类元素掺杂改性纳米TiO2光催化剂，并选取不同地域的天然粘土作为载体制备了掺杂改性纳米TiO2柱撑粘土。以Cr(VI)为模拟污染物，对催化剂的制备
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本文采用溶胶-凝胶法制备了不同种类元素掺杂改性纳米TiO2光催化剂，并选取不同地域的天然粘土作为载体制备了掺杂改性纳米TiO2柱撑粘土。以Cr(VI)为模拟污染物，对催化剂的制备条件、实验工况、反应动力学和反应机理进行了研究，并探讨了催化剂的连续使用次数及再生方法。结果表明：在最佳实验条件下，掺氟TiO2（以氟化铵为氟源，F/Ti比为0.1，煅烧温度为500℃，煅烧时间为3h）对Cr(VI)的去除率可达90.0％；以福建黏土为载体，经氮氟共掺改性后的TiO2撑粘土对Cr(VI)的去除效率可达89.1％；空穴捕集剂腐殖酸对Cr(VI)的光催化还原具有促进作用；微溶的CaSO4对Cr(VI)的光催化还原效率有明显的抑制作用；F-因具有较大的吸附竞争性对反应体系有抑制作用，可捕获·OH的Cl-、SO32-、SO42-和CO32-对反应有不同程度的促进作用；具有最高氧化态的Na+和Ca2+对光催化还原Cr(VI)无明显影响，可捕获电子的Cu2+、Hg2+和Ni2+对还原Cr(VI)具有不同程度的促进作用；光催化效率随光照功率的增大而逐渐提高；柱撑粘土的分离性能优于掺氟TiO2的分离性能。掺杂改性纳米TiO2光催化还原Cr(VI)符合一级动力学方程，其中掺氟TiO2的反应速率常数为纯TiO2的4倍。通过XRD、BET和UV-vis DRS对催化剂进行表征分析，以及X射线荧光光谱对不同地域粘土的检测分析，发现表征结果与实验数据吻合。对比不同催化剂的连续使用次数，结果表明：氮氟共掺TiO2柱撑粘土催化剂的连续使用次数最多，抗中毒能力最强。选取了四种方法对失活催化剂进行再生，其中超声震荡时间为60min时再生效果最优，恢复率可达86.0％。
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