光敏化TiO2/CaSO4晶须复合物的制备及光催化性能研究
2020-06-08李静诚徐志兵张鹏飞
李静诚,徐志兵,2,韩 毅,张鹏飞
(安庆师范大学1.资源环境学院;2.皖江流域水环境保护与污染控制安徽省教育厅重点实验室,安徽安庆246133)
近年来水环境污染问题日益严重,为了解决水污染问题,人们开发出了多种治理工艺,如Anoxic/Oxic工艺[1]、Adsorption-Biodegradation工艺[2]、序批式活性污泥法[3]以及光催化法[4]等。其中,光催化法具有反应条件温和、成本较低等优势,应用前景广阔。而光催化法所使用的光催化剂中,TiO2光催化剂由于优异的稳定性和光催化性能,得到了广泛的应用[5-9]。但TiO2催化剂也存在较多缺陷,如若粒径为纳米级则易团聚,会严重影响其光催化性能;由于其禁带宽度较宽,可见光催化性能并不理想。为了提高TiO2的催化性能,研究者们使用了多种方法对其改性,提高其光催化活性[10-12]。Jia等[13]制备了N掺杂的TiO2/C 纳米复合材料,结果表明,与单独TiO2相比,复合材料的带隙变窄且对可见光的吸收能力变强。Ma 等[14]合成了TiO2@g-C3N4复合微球,其在可见光下对罗丹明B 的光催化活性几乎是纯TiO2微球的3倍。本文针对纳米TiO2容易团聚的缺点,选择CaSO4晶须作为载体,通过溶胶-凝胶和水热法将TiO2负载在其表面,高温煅烧得到TiO2/CaSO4晶须复合物,采用叶绿素铜钠对复合物表面进行敏化处理,在可见光下进行光催化实验,研究了对湖水中氨氮和COD的降解效果,探讨了敏化后的TiO2/CaSO4复合物在可见光下的实际应用价值。
1 实 验
1.1 实验仪器和试剂
钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)、无水乙醇(C2H6O)、亚甲基蓝(C16H18ClN3S)、重铬酸钾(K2Cr2O7)均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;硫酸钙(CaSO4)晶须购自上海峰竺复合新材料科技有限公司;……
