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經(jīng)濟的高速發(fā)展導致了環(huán)境問題的惡化，污染治理尤其是水污染治理受到廣泛關注。多相光催化法是日益受到重視的污染治理新技術，它具有選擇性好、適用范圍廣、可在常溫常壓下使污染物徹底破壞等優(yōu)點，極具研究和實用價值。 本文以溶膠－凝膠法制備了WO3-TiO2光催化薄膜，采用正交實驗和單因子實驗確定其最佳制備條件為： 燒結(jié)溫度575℃、燒結(jié)時間1h、摻鎢量為x(W)=0.5％、涂膜層數(shù)9層。 XRD分析表明，該條件下的薄膜完全由金紅石相組成，平均粒徑為36nm。SEM分析表明，以多孔鈦片為基體時薄膜的表面缺陷最多，此時WO3-TiO2光催化劑的活性最高；經(jīng)反復多次實驗證明，該薄膜穩(wěn)定性良好且可再生；薄膜存在下的反應動力學研究表明，該光催化反應為一級反應。 采用溶膠－凝膠法制備了5種稀土(Pr、Nd、Sm、Eu、Dy)摻雜TiO2光催化薄膜。并利用單因子實驗分別確定了最佳制備條件為： (1)摻鐠量x(Pr)=0.25％、燒結(jié)溫度600℃、燒結(jié)時間1h、涂膜層數(shù)為3層； (2)摻釹量x(Nd)=0.15％、燒結(jié)溫度600℃、燒結(jié)時間1h、涂膜層數(shù)為3層； (3)摻釤量x(Sm)=0.30％、燒結(jié)溫度600℃、燒結(jié)時間0.5h、涂膜層數(shù)為3層； (4)摻銪量x(Eu)=0.25％、燒結(jié)溫度600℃、燒結(jié)時間0.5h、涂膜層數(shù)為3層； (5)摻鏑量x(Dy)=0.15％、燒結(jié)溫度600℃、燒結(jié)時間0.5h、涂膜層數(shù)為3層。 XRD分析表明，薄膜中僅含TiO2而未見稀土氧化物，除摻鐠TiO2薄膜完全由金紅石相組成外，其余均由銳鈦礦相和金紅石相的混晶組成，其中金紅石相所占比例較大；5種薄膜的平均粒徑依次為57nm、57nm、50nm、57nm和67nm。在5種稀土摻雜TiO2光催化薄膜中，銪摻雜TiO2薄膜的光催化活性最高。SEM分析發(fā)現(xiàn)薄膜表面均存在大量缺陷，但鏑摻雜TiO2薄膜的缺陷相對較少。 羅丹明B的降解率隨pH值的降低、溶解氧的增多、光強的增加和有機物初始濃度的減小而增大；比較不同光源對光催化反應速率的影響，結(jié)果表明，采用波長接近自然光的金鹵燈時光催化劑催化效率最高，降解率3h內(nèi)即可達到90％以上，這表明在自然光條件下采用上述光催化劑實現(xiàn)污水的深度處理是完全可行的。

    doi：
    10.7666/d.Y816868
    關鍵詞：
    光催化劑 稀土 復合材料 二氧化鈦 污水處理 摻雜改性 薄膜材料
    作者：
    孟清芳
    學位授予單位：
    東北大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    有色金屬冶金
    導師姓名：
    劉奎仁
    學位年度：
    2004
    語種：
    中文
    分類號：
    X703 O643.36
    在線出版日期：
    2013年11月29日