TiO<,2>/膨润土复合光催化材料是近年来颇受国内外专家关注的半导体光催化剂之一.它具有较大层间距、孔径、表面积和高表面活性性能,所以在光催化氧化、催化剂及催化剂载体、选择吸附剂、分子筛、电化学、光学元件等领域显示出广阔的应用潜力.本论文以钠化改型后的辽宁某地钙基膨润土为载体,采用微波合成法制备TiO<,2>/膨润土复合光催化材料,并借助X-射线衍射(XRD)分析、比表面积测定、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析对材料进行表征,探讨该材料对模拟染料废水罗丹明B的光催化降解条件及其再生利用条件.首先探索了微波合成TiO<,2>/膨润土复合光催化材料的制备条件,研究结果表明最佳制备条件为:微波加热功率为230w,微波加热时间为5min,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2.5h.正交试验结果验证了单因素试验的准确性,并得出影响因素对光催化材料制备的影响程度顺序:微波加热功率>微波加热时间>煅烧温度.XRD测试表明,500℃煅烧后的TiO<,2>/膨润土复合光催化材料的(001)面的特征衍射峰消失,在d=3.4984 A处出现了结晶程度很好的锐钛矿型TiO<,2>衍射峰;FTIR分析发现,钛离子组分同载体膨润土晶格结构发生了化学键合;比表面积测定发现,TiO<,2>/膨润土复合光催化材料的比表面积与原土和钠化土比较有显著提高.其次系统地研究了TiO<,2>/膨润土复合光催化材料对模拟染料废水罗丹明B光催化降解的影响因素,确定了最佳光催化降解条件:TiO<,2>/膨润土复合光催化材料用量为16g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20mg/L,初始pH值为溶液自然pH值,通入空气20L/min,光催化反应时间为1h,外加氧化剂H<,2>O<,2>用量为0.2mmoL/L;在最佳光催化降解条件下,罗丹明B的脱色率为97.25﹪.同时,初步探讨了TiO<,2>/膨润土复合光催化材料在某染料废水和含Cr<'6+>离子电镀废水中的应用,结果表明:该光催化材料对某染料废水和某电镀废水Cr<'6+>离子的去除率较膨润土原土均有显著的提高,并且都略高于活性炭的去除率.最后通过煅烧实验,研究了TiO<,2>/膨润土复合光催化材料的再生利用条件,结果表明,该材料的最佳再生条件为:煅烧温度300℃,煅烧时间1h;再生利用两次后,损失率为2﹪,光催化降解罗丹明B的脱色率为90.56﹪;XRD分析表明煅烧温度在300-800℃之间变化,再生材料的锐钛矿型TiO<,2>特征峰没有太大变化,表明该材料具有很好的重复再生性能.

    doi：
    10.7666/d.y674392
    关键词：
    TiO<,2> 膨润土 微波合成 光催化 罗丹明B
    作者：
    张明
    学位授予单位：
    武汉理工大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    矿物加工工程
    导师姓名：
    曹明礼
    学位年度：
    2004
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ426
    在线出版日期：
    2005年07月27日