[發明專利]Br-TiO2納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應用

無效

• 申請號: 201210329597.5
• 申請日: 2012-09-09
• 公開（公告）號: CN102826629A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 鐘福新;孟志鵬;李華英;李培剛;王順利
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;B01J21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種Br-TiO₂納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應用。

背景技術

制糖工業廢水含有高濃度的有機物．其酸度大，顏色深，固形物達到10-12%，而且污水產生量很大，如果直接排入自然水體中必然會造成嚴重的污染。

目前國內外治理制糖工業廢水主要采用物化法和生化法結合的方法。物化法（如沉淀法、吸附法、電化學法、磁分離法、高級氧化法、蒸發濃縮法等）主要用于對廢水進行預處理,?然后再進入生化系統,?最后依次經物化及生物濾池處理后排放。由于制糖廢水的可生化性好,?因此國內外多采用生化法處理。如厭氧處理法(?UASB、IC、二段厭氧法)?、厭氧-好氧處理法、厭氧-光合細菌處理法、深層暴氣、深井暴氣法等。但這些方法大多存在工藝復雜、處理成本高、處理時間周期長等缺陷。納米二氧化鈦是一種重要的無機非均相光催化材料。但是顆粒狀的TiO₂納米光催化材料存在不易回收，易造成二次污染等問題。而在Ti基底上生長的TiO₂納米管既有大的比表面積，又能被強附著于Ti?基底上，使用時不存在二次污染問題，并且可多次使用。由于TiO₂的禁帶寬度較寬，光生載流子容易發生復合，而且只能接收波長小于387nm的光輻射。為此，通過非金屬對TiO₂的摻雜，可減少光生載流子的復合率，并使其禁帶寬度變窄，可拓寬TiO₂光響應范圍，從而能顯著提高TiO₂的光催化活性及光量子效率。關于超聲浸泡法制備Br-TiO₂納米管陣列及其光催化降解制糖廢水的工藝尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種Br-TiO₂納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應用。

本發明的具體步驟為：

（1）在鈦片表面用陽極氧化法制備出TiO₂納米管陣列，將其洗凈晾干后，放入箱式電爐中500℃下煅燒2小時，冷卻至室溫后取出，然后在0.1mol/L?NaBr溶液中超聲浸泡20分鐘，晾干后即得Br-TiO₂納米管陣列。

（2）將Br-TiO₂納米陣列放入25mL制糖廢水中，用NaOH溶液調節廢水液的pH值為12.0～13.0，然后用波長為253.7nm的紫外光照射20～30小時，實現對制糖廢水的光催化降解的應用。

本發明的特別之處就是Br-TiO₂納米管陣列是在使用陽極氧化法制備出二氧化鈦納米管陣列的基礎上，直接在含Br^-的溶液中經簡單的超聲浸泡方法制備而成，并將其應用于制糖廢水的光催化降解，很大程度地降低處理制糖廢水成本的同時，也縮短了處理時間。

具體實施方式

實施例1：

在1cm?x?4.5cm?x?0.1cm規格的鈦片表面用陽極氧化法制備出TiO₂納米管陣列，將其洗凈晾干后，放入箱式電爐中500℃下煅燒2小時，冷卻至室溫后取出，然后超聲條件下在0.1mol/L?NaBr溶液中浸泡20分鐘，晾干得Br-TiO₂納米管陣列；取25mL制糖廢水于培養皿中，用NaOH調節制糖廢水pH值為13，將Br-TiO₂納米管陣列浸入該廢水中，用波長為253.7nm的紫外光照射25小時，制糖廢水COD降解效率達87.66%；光照30小時，制糖廢水COD降解效率達90.53%。

實施例2：

在1cm?x?4.5cm?x?0.1cm規格的鈦片表面用陽極氧化法制備出TiO₂納米管陣列，將其洗凈晾干后，放入箱式電爐中500℃下煅燒2小時，冷卻至室溫后取出，然后將其置于0.1mol/L?NaBr溶液中超聲浸泡20分鐘，晾干后即得Br-TiO₂納米管陣列；取25mL制糖廢水于培養皿中，用NaOH調節制糖廢水pH值為12.5，將Br-TiO₂納米管陣列浸入該廢水中，用波長為253.7nm的紫外光照射25小時，制糖廢水COD降解效率達82.55%；光照30小時，制糖廢水COD降解效率達86.6%。

實施例3：

在1cm?x?4.5cm?x?0.1cm規格的鈦片表面用陽極氧化法制備出TiO₂納米管陣列，將其洗凈晾干后，放入箱式電爐500℃下煅燒2小時，冷卻至室溫后取出，然后將其置于0.1mol/L?NaBr溶液中超聲浸泡20分鐘，晾干后即得Br-TiO₂納米管陣列；取25mL制糖廢水于培養皿中，用NaOH調節制糖廢水pH值為12，將Br-TiO₂納米管陣列浸入該廢水中，用波長為253.7nm的紫外光照射25小時，制糖廢水COD降解效率達79.26%；光照30小時，?制糖廢水COD降解效率達84.26%。