二氧化鈦納米管陣列的摻雜及其對制糖廢水降解的研究.pdf

1、本文采用陽極氧化法在純鈦箔表面制備了TiO2納米管陣列(TNTs),用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對它的形貌結構進行了表征。結果表明:TNTs排列緊密,分布均勻,管徑約為125nm。經(jīng)過500℃煅燒2h后,得到銳鈦礦型的TNTs。以甲基橙為目標降解物,探討了用超聲浸泡的方法對TNTs進行鐵、鈷、鑭、鑭／鐵、鑭／鈷摻雜的條件,制備出Fe-TNTs、Co-TNTs、La-TNTs、La／Fe-TNTs、La／Co-TNTs五種不

2、同的納米管陣列材料。用SEM、XRD、EDS、紫外分光光度計對這五種材料的形貌、組成、結構和光催化性質等進行表征和檢測,將其應用于制糖廢水的光催化降解,結果表明這五種材料對制糖廢水的光催化降解效果均比TNTs有顯著提高。同時發(fā)現(xiàn)光照時間、廢水初始pH值以及雙氧水等是影響制糖廢水降解的主要因素。具體結果如下:
　　 1.超聲浸泡法制備Fe-TNTs、Co-TNTs、La-TNTs、La／Fe-TNTs、La／Co-TNTs的條件分

3、別為:將TNTs置于0.014 mol·L-1Fe(NO3)3溶液中超聲10min可制得Fe-TNTs；將TNTs置于0.02 mol·L-1Co(NO3)2溶液中超聲12min可制得Co-TNTs;將TNTs置于0.008mol·L-1La(NO3)3溶液中超聲10min可制得La-TNTs；將TNTs依次置于0.006mol·L-1La(NO3)3與0.018 mol·L-1Fe(NO3)3的溶液中各超聲10min可制得La／Fe-

4、TNTs,將TNTs依次置于0.012 mol·L-La(NO3)3與0.012 mol·L-1Co(NO3)2的溶液中各超聲20min,可制得La／Co-TNTs。
　　 2.EDS、SEM和XRD表征結果顯示,Fe、Co、La、La／Fe、La／Co對TNTs的有效摻雜不會改變TNTs的表面形貌和晶型。但卻能顯著提高TNTs的光催化活性。
　　 3.TNTs、Fe-TNTs、Co-TNTs、La-TNTs、La／Fe

5、-TNTs、La／Co-TNTs對制糖廢水紫外光催化降解30h后,對制糖廢水的降解率分別達到89.4％、88.02％、92.1％、98.1％和97.8％,若將制糖廢水的初始pH值調成強堿性,則20h就能達到這樣的效果。同時,加入20μL適量濃度量的H2O2也有利于提高Fe-TNTs、Co-TNTs、La-TNTs、La／Co-TNTs樣品對制糖廢水的降解率。但各樣品在相同條件下對制糖廢水的光催化降解效果由強到弱的順序為:La／Fe-TN