水热法制备纳米TiO_2处理垃圾渗滤液的实验研究

2016年第42卷第5期May2016工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection·23·水热法制备纳米TiO2处理垃圾渗滤液的实验研究*晏发春汪恂朱雷程涛肖峰(武汉科技大学武汉430065)摘要以钛酸四正丁酯为原料，采用水热法制备纳米TiO：材料，经过高温煅烧后，对其降解垃圾渗滤液的催化活性进行测定，并用XRD，TEM和uv—Vis对其晶体结构进行表征。实验结果表明，水醇比、水热温度和酯加入量对TiO2催化效率有显著的影响，当水醇比为1：3、煅烧温度500℃、水热时间4h、Ti(OC4H9)4加入量为10mL条件下制备的TiO，粉末光催化活性最好，对垃圾渗滤液的降解在180min时均可以达到73％，COD的去除率可达76．92％。关键词水热法no，垃圾渗滤液ExperimentalStudyofLandfillLeacha~TreatmentwithNanoTiOzPreparedbyHydrothermaIProcessYANFachunWANGXunZHULeiCHENGTaoXIAOFeng(WuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan430065)AbstractInthisexperiment，takingTi(OC4H9)4andC2H5OHasmainingredients，nanoTiO2ispreparedbyhydrothermalprocess，afterincineratedwithhightemperature，thepreparedpowderisusedforphotocatalyticdegradationandalsoitsstructureischaracterizedbyXRD，TEMandUV—Vis．Theresultshowsthatthevolumeratiosofwatertoalcohol，hy—drothermaltemperatureandamountofTi(OC4H9)4remarkablyafectsthephotoeatalyticprocessandwhenthevolumeratiosofwatertoalcoholisl：3，calcinationtemperatureis500℃，hydrothermaltimeis4hsandtheamountofTi(OC41-19)4is10mL，theTi02photocatalystefectisthebest，thedegradationofreactiveyellowsolutioncanreach73％when180minandtheremovalrateofC0Dcanreach76．92％．KeyWordshydrothermalTiO2landfillleachate0引言垃圾渗滤液有机污染物浓度高、种类多且色度大，属典型难生物降解的高浓度有机废水。采用常规的生化法处理，很难达到理想的处理效果。因而研究高效低耗、节能环保的新材料，来处理这类废水显得非常必要【卜。纳米TiO光催化材料作为一种新型水处理材料，具有无毒、化学性能稳定、高氧化性以及良好的光电转化和光催化性能[5]。在处理水中有毒有机污染物，尤其是高浓度有机废水时效果显著_7]。水热法制备TiO2光催化材料，具有独特的优势：一方面，可得到其他方法难以获取的低温同质异构体；另一方面，产物纯度较高，所需仪器设备较简单[一。。。1实验1．1试剂与仪器*基金项目：国家自然科学基金(51272189)。主要试剂：Ti(OC4H9)4(分析纯)，去离子水，c2HsOH(分析纯)，聚乙二醇(PEG2000)。主要仪器：X射线衍射仪(Xrertpro)，透射电子显微镜(FEITecnaiF20S—TWIN)，水热反应釜(100mE)，磁力搅拌器(cJJ一931(HJ一6))，紫外可见分光光度计(UV一6100S和Lambda750S型)，台式高速离心机(TG16一WS)，恒温鼓风干燥箱(GXZ一9070MBE)，马弗炉(SX2—4一lO)，光化学反应仪(Yz—GHX—A)。1．2催化剂的制备将一定量的钛酸正四丁酯与10mL无水乙醇混合均匀制得A溶液，将剩下的无水乙醇与水混合并加入一定量的聚乙二醇制成B溶液，将A溶液逐滴滴入搅拌的B溶液中。A溶液和B溶液的总体积为70mL，混合液中水醇比(体积比)取1：30，1：10，1：3，1：1，3：1，5：1。各量取60mL混合液倒人反应釜中，·24·在一定温度的恒温鼓风干燥箱中保温一定时间。反应结束自然冷却后将釜内产物用高速离心机(转速5000r／min)离心，取离心管底部白色沉淀，用蒸馏水洗涤3～4次，再用无水乙醇洗涤2—3遍