【摘 要】
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TiO2是最为常见的传统光催化剂材料之一,它具有抗腐蚀、无毒、光电转换效率高、热稳定性强等诸多优点,在工业领域被广泛应用。然而,TiO2仍有一些缺点,如禁带宽度较宽,对可见光的利用率不大,光生电子对容易复合等。这些问题使TiO2在催化方面的应用受到了限制,需要通过改性修饰来改变TiO2的特性,提高其光能利用率,促进其电荷分离性能。本研究采用溶胶-凝胶法和光化学沉积相结合的方法合成Ag/TNB催化剂
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TiO2是最为常见的传统光催化剂材料之一,它具有抗腐蚀、无毒、光电转换效率高、热稳定性强等诸多优点,在工业领域被广泛应用。然而,TiO2仍有一些缺点,如禁带宽度较宽,对可见光的利用率不大,光生电子对容易复合等。这些问题使TiO2在催化方面的应用受到了限制,需要通过改性修饰来改变TiO2的特性,提高其光能利用率,促进其电荷分离性能。本研究采用溶胶-凝胶法和光化学沉积相结合的方法合成Ag/TNB催化剂,在研究其结构、性能的基础上,分析了Ag/TNB对罗丹明B和含油废水中的碳氢化合物的降解的光催化活性,并探讨了降解机理,研究结果如下:（1）Ag/TNB催化剂的最佳制备条件:催化剂元素质量比为Ti:N:B:Ag=8:4:0.1:0.02,煅烧温度为500℃。表征结果显示,Ag/TNB光催化剂是纳米级小球状颗粒,球体粒径约为～8.57 nm。（2）在可见光下,当溶液的p H为6.0,Ag/TNB催化剂的含量为1.0 g/L,罗丹明B的初始浓度为10 mg/L时,60 min内Ag/TNB催化剂对罗丹明B的除色率可达98%以上。罗丹明B的光降解过程与准一级动力学模型符合（R~2=0.975）,光生电子在界面的电荷转移速率是光催化反应的限速步骤。在降解过程中,活性基团影响顺序为·OH≈h+＞·O2-＞e-,起主要作用的活性基团为·OH和h+。5次循环后,罗丹明B的去除率保持在96%以上,Ag/TNB催化剂对罗丹明B有良好的重复使用性和稳定性。（3）在可见光下,当Ag/TNB催化剂投加量为2.0 g/L,p H为8.0时,120 min内Ag/TNB催化剂对含油废水COD的去除率可达54%以上,5次循环使用后,催化剂对含油废水COD的去除率稳定在41%左右。在紫外光下,当Ag/TNB催化剂投加量为2.0 g/L,p H为11.0时,120 min内Ag/TNB催化剂对含油废水COD的总去除率达83%以上。经过5次循环使用,含油废水COD的去除率均保持在76%以上,Ag/TNB催化剂有较好的重复使用性和稳定性。综上所述,Ag/TNB催化剂对染料废水和含油废水中的难降解有机物实现了有效去除,表明多元素掺杂的Ag/TNB催化剂具有较高的处理效能和可重复利用效率,该改性光催化剂在环境治理的实际应用中将显示出巨大的潜力。
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