粉煤灰負載TiO2光催化劑制備及降解亞甲基藍研究①

王 臣， 費乾鋒， 楊本宏

(合肥學院a.生物與環境工程系;b.化學與材料工程系，安徽 合肥 230000)

0 引 言

粉煤灰(FA)是我國排放量最大的工業固廢之一。將粉煤灰變廢為寶，實現廢物利用，已成為研究熱點。TiO2是一種環境友好型光催化材料，可降解水中有機物，最終生成CO2、H2O等無毒、無味的無機物[6]。然而TiO2尺寸細小，很難回收重復利用。常用的解決辦法是將TiO2固定到載體上，目前常用的載體有玻璃片、陶瓷片、活性炭纖維等，此類載體難以分散。以粉煤灰為載體制備負載型TiO2光催化劑，水處理后只需靜置沉降就可實現回收再利用。而且在處理廢水過程中加以攪拌能夠與污染物充分接觸，提高降解效果[10]。以粉煤灰為載體，采用溶膠-凝膠法一步制備粉煤灰負載TiO2(FA@TiO2)光催化劑，并對其光催化降解性能進行研究，結果表明，樣品對亞甲基藍有很強的催化降解能力。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

粉煤灰，皖能合肥發電有限公司；鈦酸四丁酯，天津科密歐化學試劑有限公司；硝酸鐵，無錫亞盛化工有限公司。

DS-GHX-V光催化反應儀器，上海杜斯儀器有限公司；SU8010冷場發射掃描電鏡，日本Hitachi公司；V-650紫外-可見光譜儀，日本Jasco公司；TD-3500X射線衍射儀，丹東通達。

1.2 實驗方法

1.2.1 光催化劑的制備

50g粉煤灰用200 mL(2.5 mol/L)的鹽酸處理10 h，抽濾、去離子水清洗至中性待用。

取10 mL鈦酸四丁酯，滴加到30 mL的無水乙醇中，混合均勻，記作A液；將5 mL去離子水加到20 mL無水乙醇中，攪拌均勻，記做B液。將B液滴加到A液中，劇烈攪拌2 h，靜置陳化12 h，80℃烘干， 500℃下煅燒2 h，即得純TiO2粉末。

在B液中溶解一定量的硝酸鐵，其他條件不變，重復上述步驟即可得摻雜TiO2粉末(TiO2∶wt%Fe)。……