Yb2O3%2fTiO2纳米粒子的制备与其US%2fUV协同催化降解苯酚的研究.pdfVIP

第23卷 专辑 中 国 稀 土 学 报 2005年12月 Vol·23 OFTHE Spec-Issue JOURNALCHINESERAREEARTHSOCIETY Dec．2005 Yb2 03／Ti02纳米粒子的制备及其US／UV协同 催化降解苯酚的研究 赵 团”，张俊卿1，冯德荣2，郭军平3 (1．内蒙古科技大学材料工程学院，内蒙古包头014010；2．包头明天科技股份有限公司，内蒙古包头 014010；3．天津和平海湾电源集团有限公司，天津300384) 貌进行了表征。研究了us(超声波)／uv(紫外光)协同催化氧化水中苯酚的降解效果，考察了苯酚的起始浓度、超声波声强、溶液pH值、反 应温度和催化剂投加量对苯酚降解速率的影响。结果表明：US／UV协同催化氧化要比单独超声波或光化学处理效果显著，证实了声光联合技 术具有明显的协同效应。 关键词：溶胶一凝胶；Yb20，／Ti02；苯酚；us(超声波)／UV(紫外光)；催化剂；协同效应；稀土 文献标识码：A 文章编号：1000—4343(2005)一0026～04 中图分类号：TQl34．1 随着石油化工、塑料、合成纤维和焦化等工业 催化剂，并用x光衍射仪和透射电子显微镜等对其 的迅速发展，各种含酚废水也相应增多。由于酚类 进行了必要的表征；利用US／UV催化氧化技术研究 的毒性大，并且有致癌、致畸和致突变的潜在毒 了Yb：0，／TiO：悬浮液对苯酚的催化降解作用。 性，而且涉及水生生物的生长和繁殖，污染饮用水 1 实 验 水源。因此必须对含酚废水采取有效的处理措施， 严格控制排放。 1．1纳米TiO：样品的制备 半导体多相催化氧化法是近年来日益受到重 实验所用试剂除钛酸丁酯为化学纯外，其他 视的污染治理新技术，具有非选择性氧化各类有 试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。 机物，并使之矿化，引起各国环境科学工作者的密 以Ti(OC。H，)。为原料制备TiO：纳米微粒时， 切关注。纳米二氧化钛作为催化剂用于污染物的 Ti(OC。H，)。发生如下水解和缩聚反应[7]： 治理具有催化剂本身稳定、无二次污染、适用污染 物广等优点，因此对它的研究十分广泛…。为了提 高TiO：催化剂的催化活性，许多研究者对其进行 Ti(0H)4=Ti02+2H20 了掺杂改性[2’3】。掺镱可抑制TiO：晶型的转变和晶 溶胶．凝胶法制备掺镱TiO：：15ml酸丁酯与 粒的长大，使TiO：比表面积增大，反应物种在催 75ml异丙醇混合，用浓HCI调节pH为3左右， ml0．02 化剂表面吸附增强，提高催化剂活性H]。US／UV协将4．4 tool·L—Yb(NO，)3溶液于剧烈搅拌 同催化氧化处理技术是在超声波氧化基础上发展 s 下缓慢滴入上述溶液中(每21滴，各组分的摩尔 起来的，超声波在空化过程中产生局部的高温高 比为钛酸丁酯：异丙醇：去离子水：Yb3+=l：22：4： 压，从而引起有机物的热解；同时催化荆在紫外光 0．002)，继续搅拌，得到的半透明湿凝胶在80℃ 源的照射下，产生高活性的空穴，电子对，促进有 条件下真空干燥24h。干凝胶在玛瑙研钵中研磨 机物降解，提高反应速率b’61。 后放人马弗炉中，在500℃下焙烧2h，自然冷却 本文采用溶胶。凝胶法[71制备掺镱纳米二氧化钛 后得到掺镱量为0．2％(摩尔分数)的Yb：0，／TiO：纳 收稿日期：2005—08—10；修订日期：2005—09—15 作者简介：赵团(1963一)，男，内蒙古察