非金屬納米礦物負載納米TiO2:即把TiO2:粒子組裝到納米礦物的表面上或空隙里,這樣既解決了納米TiO2容易團聚的問題,減少了其用量,又可以利用礦物的多孑L結構以及較強的離子交換性實現水中污染物的定向富集,使納米TiO2更有效的進行光催化;同時納米TiO2與礦物材料的結合拓展了其對光的吸收范圍,有利于電子一空穴的分離,提高了光降解的效率。
非金屬礦物自身具有絮凝效應,不但不會給已經處理的污水帶來二次污染,而且能夠吸附和清除水中的其他懸浮物以及有色物質,提高水體的透光率,加快光催化的速率。因此,非金屬納米礦物/納米TiO2復合體更具實用價值。
2載體/納米TiO2復合體降解污水的研究
隨著工業的進步和社會的發展,我國水污染的問題越來越嚴重,直接威脅著飲用水的安全和人民群眾的健康,影響到工農業生產。污水中尤其是工業污水中含有大量的有毒、有害的有機物,傳統方法已不能解決所存在的問題。非金屬納米礦物/納米TiO2復合催化體系已在實驗室中很好的對有機物實現了降解。總之,在選擇納米TiO2光催化劑的載體時必須綜合考慮各方面的因素,如光效率、光催化活性、重復利用性、催化劑負載的牢固性、價格以及與光催化反應器相匹配等問題。
2.1天然納米礦物材料載體
天然納米礦物材料包括納米礦物微粒和納米通道結構礦物經加工制備而成的礦物材料,按其孔隙結構一般可以分為三類:三維孔道結構、二維層狀孔結構和一維柱狀孔結構。這些特殊的結構決定了礦物材料比較強的吸附性、一定的離子交換性和載體功能等多種性能。
2.1.1三維孔道結構載體
井強山等用膨脹珍珠巖為載體,采用載體內溶膠一凝膠法制備了可漂浮于水面的負載TiO2:光催化劑,研究結果表明,經550℃焙燒后的復合光催化劑處理羅丹明B時的催化活性最佳,催化劑表面存在銳鈦礦相與金紅石相混晶;在紫外光強為167txW/cm光照4h后,0.15g復合催化劑可使30mL濃度為15mg/L的羅丹明B的去除率達95%。
2.1.2二維層狀孔結構
王程等”選用累托石、高嶺土為載體,采用溶膠一凝膠法制備了礦物負載納米TiO2光催化材料,研究顯示,焙燒后,累托石層問有部分TiO2粒子進入,而高嶺土表面的si與TiO2粒子發生鍵合使其負載于高嶺石表面;用制備的光催化材料處理含偶氮染料廢水,其對偶氮染料廢水的脫色率分別達到了100%和84.65%。
2.1.3一維柱狀孔結構
謝治民等分別用焦硫酸鉀熔融法和鈦酸丁酯溶膠法制備TiO2,/海泡石光催化劑,實驗說明,焦硫酸鉀熔融法制得的光催化劑其rri的負載效率要高于鈦酸丁酯溶膠法;復合光催化劑對活性艷蘭印染廢水的吸附行為受pH值影響較大,光催化過程會使溶液pH值朝著中性方向發展,當H:O投加量為1ml_/20OmL時,活性艷蘭的去除率維持在90%以上。
2.2合成納米礦物材料載體
合成納米礦物材料是通過物理或化學方法,利用非金屬礦物的成分、結構和形成條件等,制成的具有一定性能和用途的納米礦物材料]。它與天然礦物納米材料相比性能更加優越和突出。
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