【摘 要】
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利用TiO光催化剂降解有机污染物是近年来越来越受到人们重视的一项环保新技术.其中,TiO光催化剂的固定化及其光催化活性是光催化降解反应的关键.目前制备固定化TiO膜的方法存
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利用TiO<,2>光催化剂降解有机污染物是近年来越来越受到人们重视的一项环保新技术.其中,TiO<,2>光催化剂的固定化及其光催化活性是光催化降解反应的关键.目前制备固定化TiO<,2>膜的方法存在TiO<,2>颗粒与基体结合不牢固及光催化活性较低等缺点.因此,该论文采用微等离子体氧化法在钛板表面原位生长出具有较高催化活性的TiO<,2>膜.该文在硫酸电斛液体系中制膜的基础之上,为了进一步提高TiO<,2>膜的光催化活性,采取向硫酸电解液中掺杂不同浓度的过渡金属离子(Cu<2+>、Zn<2+>)和稀土元素(La、Pr)以改变膜的组成,进而提高膜的光催化活性.采用分光光度法对所得膜光催化降解甲基橙(10mg/L)的性能进行评价.结果表明,掺杂浓度为0.4g/L的CuSO<,4>和0.05g/L的La时,所得TiO<,2>膜在3h内对甲基橙的去除率较掺杂前提高了20﹪左右;掺杂浓度为0.05g/L的Pr时,所得TiO<,2>膜在3h内对甲基橙的去除率较掺杂前提高了30﹪.通过XRD、AFM、XPS对TiO<,2>膜的组成进行检测,结果表明,膜层中的TiO<,2>是以锐钛矿型为主晶相同时含有部分金红石型的混晶型TiO<,2>,表观粒径较小,表面粗糙并含有一定孔洞,膜层中的Ti元素主要是以四价TiO<,2>的形式存在,说明制膜过程中Ti元素氧化的较完全.掺杂过渡金属离子和稀土元素后,膜层的表面粗糙度增加,比表面积增大,TiO<,2>的晶胞体积膨胀,其可使光生电子—空穴的复合几率降低.因而,掺杂使得TiO<,2>膜的光催化活性有了较大提高.通过对甲基橙光催化降解影响因素的分析得出,甲基橙初始浓度、溶液初始pH值对甲基橙光催化降解效率的影响是较大的.并通过对甲基橙光催化降解反应动力学的分析得出,甲基橙光催化降解反应符合表观一级反应动力学规律.
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