选用水醇比为 1∶ 30,1∶ 10,1∶ 3,1∶ 1,3∶ 1,5∶ 1,水热温度为120 ℃的 TiO 2 粉末,500 ℃煅烧后用光化学反应仪做紫外光照射降解垃圾渗滤液实验,对处理后水的色度进行测量,结果如图 4 所示。
由图 4 可知,随着水醇比的增大,TiO 2 光催化活性先升高后降低,180 min 时水醇比为 1∶ 30,1∶10,1∶ 3,1∶ 1,3∶ 1,5∶ 1 的 TiO 2 对垃圾渗滤液色度的降解率分别为 28. 36%,59. 62%,78. 03%,71.41%,69. 43%,67. 94%,水醇比为 1∶ 3 的 TiO 2 光催化活性最高。
2. 4. 2 煅烧温度对 TiO 2 光催化活性的影响
由图5 可知,随着煅烧温度的升高,制备的 TiO 2光催化活性先升高后降低,其中 500 ℃煅烧温度下制备的 TiO 2 光催化活性最好。可能因为煅烧温度对 TiO 2 晶体结晶度和团聚有重要影响,进而影响到光催化活性。180 min 时 4 种光催化剂对垃圾渗滤液色度的去除率分别为 73. 56%,74. 02%,73.14%,71. 44%。
2. 4. 3 酯加入量对 TiO 2 光催化活性的影响
由图6 可知,随着酯加入量的增加,制备的 TiO 2光催化活性先升高后降低,其中酯加入量为 10 mL时制备的 TiO 2 光催化活性最好。因为酯的加入量
不同,即前驱体的浓度不同,对 TiO 2 晶型、形貌及晶粒大小有影响,进而影响 TiO 2 光催化活性。120min 时 5 种光催化剂对活性黄溶液的色度降解率分别 57. 36%,58. 41%,62. 06%,59. 47%,52. 47%。
图 6 不同酯加入量对 TiO 2光催化活性的影响
2. 4. 4 水热时间对 TiO 2 光催化活性的影响
由图7 可知,随着水热时间的增加,制备的 TiO 2光催化活性先升高后降低,其中水热时间 4 h 与 6 h时制备的 TiO 2 光催化活性较好。水热时间对 TiO 2纳米晶体的生长有着重要影响,进而影响其光催化活性。120 min 时5 种光催化剂对垃圾渗滤液色度的降解率分别为 64. 5%,65. 78%,73. 61%,71. 81%,73.43%,72.12%。
图 7 不同水热时间对 TiO 2光催化活性的影响
3 结论
水热法制备 TiO 2 粉末,经过高温煅烧后呈现的光催化性能非常高,与 XRD,HRTEM 和 UV - Vis 表征显示的小粒径、高比表面积相符; 从光催化效果来看,水醇比为1∶ 3、煅烧温度为500 ℃、水热时间4 h、Ti( OC 4 H 9 )4 加入量为 10 mL 条件下制备的 TiO 2 粉末光催化性能最好,对垃圾渗滤液的降解在 180 min时可以达到 73% 以上。在最佳掺杂比情况下,经过光催化降解实验后,测其 COD 值为 63 mg/L,降解率达76.92%。可见水热法制备 TiO 2 粉末,经过高温煅烧的光催化剂,具有很高的应用和研究价值。
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