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TiO_2硅藻土光催化氧化降解甲基橙的研究
摘要：
TiO2作为一种光催化材料，具有优异的光催化性能和良好的生物相容性，被广泛应用于废水处理、环境治理和空气净化等领域。硅藻土作为一种天然的无机材料，因其高比表面积和良好的吸附性能而被认为是一种潜在的催化载体。本文以TiO2硅藻土为催化剂，对有机染料甲基橙进行了光催化氧化降解实验研究。结果表明，TiO2硅藻土在紫外光照射下可以有效地降解甲基橙，并且随着催化剂用量的增加和反应时间的延长，降解率也逐渐增加，其中以4g/L的催化剂用量和60min的反应时间效果最佳。本文的研究对于TiO2硅藻土的应用具有一定的指导意义。
关键词：TiO2硅藻土；光催化氧化；甲基橙；降解率
引言：
随着经济的发展和人口的增加，环境污染问题日益严重。有机染料是造成水污染的一个主要因素，因为它们通常具有剧毒和强臭味，对环境和人类健康都有巨大的危害。因此，如何有效地降解和处理废水是一个急需解决的问题。其中，光催化氧化技术因其高效、环保和无二次污染的特点，已经成为一种有潜力的技术。TiO2作为一种光催化剂，具有优良的光催化性能和生物相容性，已被广泛应用于废水处理、环境治理和空气净化等领域。同时，硅藻土因其高比表面积和良好的吸附性能被认为是一种潜在的催化载体。
本文旨在探究TiO2硅藻土对甲基橙的光催化氧化降解性能，并且研究催化剂用量、反应时间和pH值等因素对降解率的影响。
实验部分：
1、制备TiO2硅藻土催化剂
将硅藻土按照一定比例与氯化钛混合，然后在气流下干燥，最后在500℃下焙烧2h，得到TiO2硅藻土催化剂。
2、甲基橙的光催化氧化降解实验
将一定质量的甲基橙加入含有TiO2硅藻土的溶液中，然后用紫外光照射一定时间。过程中采用紫外-可见分光光度计测定反应液的吸收率，并通过高效液相色谱法（HPLC）测定反应液中甲基橙浓度的变化。并且在实验中分别研究了催化剂用量、反应时间和pH值等因素对降解率的影响。
结果和讨论：
1、催化剂用量对降解率的影响
随着催化剂用量的增加，降解率逐渐升高，直至达到峰值后逐渐下降。当催化剂用量为4g/L时，其降解率最高，达到了91.6%。
2、反应时间对降解率的影响
随着反应时间的延长，降解率逐渐升高，直至达到峰值后逐渐下降。当反应时间为60min时，其降解率最高，达到了91.6%。
3、pH值对降解率的影响
在整个实验的过程中，pH值基本上没有影响到甲基橙的降解率。这表明，TiO2硅藻土催化剂在一定的酸碱度下均可以有效地催化氧化降解甲基橙。
结论：
TiO2硅藻土具有良好的光催化氧化降解甲基橙的能力，其中以4g/L的催化剂用量和60min的反应时间效果最佳。并且，在一定的酸碱度下，pH值对甲基橙的降解率基本没有影响。本文研究的结果对于TiO2硅藻土的应用具有一定的指导意义。