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本論文以天然凹凸棒石為載體，用鐵鹽Fe(NO3)3.9H2O水解沉淀法，使Fe(OH)3沉淀在載體表面，在H2氣氛下煅燒、還原，從而制備磁性鐵氧化物/凹凸棒石復(fù)合磁性載體；隨后采用溶膠凝膠法，在磁性基體表面負(fù)載鈦酸四丁酯，經(jīng)水解、煅燒處理后，制備TiO2/磁性鐵氧化物/凹凸棒石復(fù)合光催化劑。通過XRD、TEM、MS(磁化率測試)和FT-IR分析其物相的轉(zhuǎn)變過程、微觀結(jié)構(gòu)的形貌特征和層間的成鍵類型。為提高材料對含染料廢水的吸附、降解性能，以對亞甲基藍(lán)(MB)的脫色率為評價指標(biāo)，確定了材料制備過程中煅燒溫度、加水量、pH、乙醇量及TiO2負(fù)載量的最優(yōu)值。利用優(yōu)化的催化劑首先進(jìn)行吸附亞甲基藍(lán)(MB)的動力學(xué)實(shí)驗(yàn)，探討了其在染料不同初始濃度、不同溫度及不同轉(zhuǎn)速下的吸附機(jī)理；隨后將其應(yīng)用于光催化實(shí)驗(yàn)，考察了催化劑投加量、溶液初始濃度、溶液初始pH值、無機(jī)氧化劑H2O2的加入幾個因素對脫色率的影響。研究結(jié)果表明： (1)采用自制簡易磁性回收裝置，以回收率為評價標(biāo)準(zhǔn)，確定制備磁性基體時，負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的鐵，300℃充分煅燒，冷卻至室溫，此時磁化率達(dá)到1250×10-8m3/kg，回收率約為92％。 (2)優(yōu)化催化劑的制備條件時，確定最佳煅燒溫度是500℃，TiO2負(fù)載量為20％(質(zhì)量比)，溶膠的最佳pH=5.5，n(H2O/Ti(OBu)4)=10(摩爾比)，m(C2H5OH/Ti(OBU)4)=18(摩爾比)。 (3)亞甲基藍(lán)(MB)在TiO2/磁性鐵氧化物/凹凸棒石復(fù)合光催化劑上的吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)能夠較好地符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，是物理吸附和化學(xué)吸附共存的吸附過程。 (4)催化劑不僅具有好的吸附性能，也具有良好的光催化效果。當(dāng)pH=5.64，仞始濃度為50 mg/L，投加量為0.5 g/L，300 W中壓汞燈照射下，對亞甲基藍(lán)水溶液，3h后去除率高達(dá)93％，在暗室條件下的吸附脫色率約為50％。 (5) H2O2的引入，加速了染料的脫色速率；通過紫外可見光掃描及FT-IR分析，發(fā)現(xiàn)亞甲基藍(lán)在290 nm對應(yīng)的苯環(huán)基團(tuán)及665 nm對應(yīng)的發(fā)色基團(tuán)開環(huán)降解，生成了以O(shè)-H為主的最終產(chǎn)物。

    doi：
    10.7666/d.y1508768
    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒石 磁性鐵氧化物 二氧化鈦 催化劑 吸附性能 光催化性能 磁回收
    作者：
    余新林
    學(xué)位授予單位：
    合肥工業(yè)大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    環(huán)境工程
    導(dǎo)師姓名：
    慶承松
    學(xué)位年度：
    2009
    語種：
    中文
    分類號：
    TQ426
    在線出版日期：
    2009年10月19日