改性TiO2催化剂制备及可见光光催化性能研究.pdf

1、随着水资源的污染日益加剧，传统的生物处理方法往往难以达到污水净化的需求，二氧化钛光催化氧化法具有传统污水处理方法不可比拟的优点;作为一种光催化剂，二氧化钛高效、环保、稳定、无二次污染，已成为当前环境领域研究的热点。但受限于禁带宽度，二氧化钛仅响应紫外光的部分，对可见光几乎无利用，因此需要对其改性，以增强TiO2在可见光下的催化活性。
　　本课题制备了非金属掺杂和上转换材料复合的改性TiO2催化剂，通过XRD、SEM、FT-TR等对

2、催化剂的性能进行了表征，并在此基础上制备了掺杂上转换发光材料Er3+/NaYF4的N，S-P25复合催化剂;以苯酚模拟废水，阿奇霉素模拟废水和城市污水二级出水为典型污染物，研究了可见光下复合催化剂对难降解污染物的降解能力，结论如下:
　　1)用研磨共煅烧制备的尿素改性N-P25催化剂、硫脲改性S-P25催化剂和甲硫氨酸改性N，S-P25催化剂均对可见光(400-700nm)有较强的吸收。700℃煅烧时间2h的N，S-P25催化活性

3、最好，酸性红B初始浓度为10mg/L时，反应3h后，酸性红B的降解率达到了55.1％，较未改性P25提高近1倍。
　　2)制备的两种含的Er3+上转换发光剂Er3+/NaYF4和Er3+/Y2O3，样品均具有良好的上转换发光性能。通过研磨煅烧的方法制备了掺杂上转换材料的TiO2光催化剂Er3+/NaYF4·P25和Er3+/Y2O3·P25，在可见光催化降解酸性红B的实验表明，掺杂上转换剂的催化剂催化效果远远好于纯P25，酸性红B

4、初始浓度为10mg/L时，可见光照射3个小时，两种催化剂对酸性红B的降解率分别达到了64.3％和54.5％。
　　3)以N，S-P25催化剂（自制），Er3+/NaYF4上转换材料（自制）为材料，制备了掺杂上转换发光材料Er3+/NaYF4的N，S-P25复合催化剂，催化活性远远高于纯P25及单一改性的N，S-P25和Er3+/NaYF4·P25催化剂，酸性红B初始浓度为10mg/L时，可见光照射3h，酸性红B的降解率达到了75.

5、6％。
　　4)采用复合催化剂在可见光条件下对苯酚模拟废水、阿奇霉素模拟废水、城市污水二级出水进行催化降解试验研究，在初始浓度20mg/L，催化剂投加量1g/L，pH=6，可见光照射6h的条件下，复合催化剂对苯酚废水的降解率达到了54.2％;在初始浓度1.5g/L，催化剂投加量1g/L，pH=4，反应时间6h条件下，复合催化剂对阿奇霉素的降解率达到了91.1％;可见光光照6h，催化剂投加量1.5g/L，COD初始浓度100mg/L