隨著印染工業的發展,大量的印染廢水排入環境中,造成了嚴重的水環境污染。印染廢水具有色度大、有機物含量高、毒性大、難生物降解等特點。目前國內外常用的處理方法有物理法、化學法、生化法等[1-4]。但這些傳統方法不能將廢水中的有機污染物完全降解,在處理過程中容易產生有毒有害的代謝產物或引起二次污染,因此研究出一種綠色高效、低能耗、無二次污染的處理方法成為近年來的研究熱點之一。
納米TiO2 具有廉價易得、化學穩定性好、安全無毒和氧化還原能力強等優點,廣泛應用于廢水處理、空氣凈化、能源開發、自潔凈材料等領域[5-9]。銳鈦礦TiO2 的{001}面具有很高的光催化活性,但是{001}面表面能(0.90 J/m2)遠大于{101}面(0.44 J/m2),故大多數可用的銳鈦礦晶體主要由熱力學穩定的{101}晶面構成(質量分數大于94%)[10-11]。2008 年,Lu 等人利用氫氟酸(HF)作為形貌控制劑,成功地合成了{001}面質量比達47%的銳鈦礦TiO2 后,制備高比例且形貌可控的{001}面TiO2 并將其應用到環境污染控制領域已成為目前國內外研究的熱點之一[12]。
筆者所在課題組前期研究了不同F 含量對TiO2 光催化活性的影響,結果表明,由于表面F 及{001}面等因素的作用,因此{001}面TiO2 比傳統的{101}面TiO2 具有更高的紫外光催化活性,且當F、Ti的物質的量比為1.25 時,其催化活性最高[13]。本研究以鈦酸四丁酯為鈦源,HF 為形狀控制劑,采用水熱合成法在不同反應溫度條件下制備一系列{001}面TiO2,并以羅丹明B(RhB)為模型反應物,考察了反應溫度、溶液pH 以及催化劑投加量對{001}面TiO2 光催化活性的影響。 |