Zn掺杂TiO_2光催化剂的制备及降解苯酚的研究.docx

Zn掺杂TiO_2光催化剂的制备及降解苯酚的研究
Zn掺杂TiO2光催化剂的制备及降解苯酚的研究
摘要：光催化技术是一种有效的环境治理方法，被广泛应用于废水处理领域。本论文以Zn掺杂TiO2光催化剂为研究对象，探讨了其制备方法及在苯酚降解中的应用。实验结果表明，Zn掺杂TiO2具有良好的光催化降解性能，具有较高的光催化活性和稳定性，对苯酚的降解效果显著。
1.引言
苯酚是一种常见的有机污染物，具有高毒性和难降解性的特点，对人类健康和生态环境造成严重的影响。因此，开发高效的苯酚去除技术具有重要的意义。光催化技术是一种无污染、高效、能量消耗低的处理方法，具有广阔的应用前景。
2.实验方法
2.1材料准备
采用溶胶-凝胶法制备Zn掺杂TiO2催化剂。首先，将硝酸钛和硝酸锌按照一定的摩尔比例溶解在脱离剂中，得到溶胶液。然后将溶胶液保持在恒温搅拌下，使其形成凝胶。最后，将凝胶煅烧得到Zn掺杂TiO2粉末。
2.2催化剂表征
通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见光谱仪（UV-vis）对催化剂进行表征分析。
2.3光催化实验
将制备的Zn掺杂TiO2光催化剂与苯酚溶液放入光催化反应器中，在紫外光照射下进行光催化降解实验。根据不同的实验条件调整初始苯酚浓度、催化剂投加量和光照时间等。
3.结果与讨论
3.1催化剂表征
XRD图谱显示，制备的Zn掺杂TiO2催化剂具有良好的结晶性，峰位和峰形与标准的TiO2相匹配。SEM图像表明，催化剂颗粒均匀且具有较大的比表面积，有利于催化反应的进行。UV-vis吸收光谱显示，Zn掺杂TiO2在可见光范围内有明显的光吸收。
3.2光催化降解苯酚性能
结果显示，Zn掺杂TiO2光催化剂对苯酚的降解率与催化剂投加量、初始苯酚浓度和光照时间有关。随着催化剂投加量的增加，苯酚的降解率逐渐增加。当催化剂投加量为1.0g/L时，苯酚的降解率达到最大值。此外，初始苯酚浓度的增加会抑制苯酚降解的进行，而光照时间的延长可以显著提高降解效果。
4.结论
本论文以Zn掺杂TiO2光催化剂为研究对象，通过溶胶-凝胶法制备了高效的催化剂。研究结果表明，Zn掺杂TiO2在光照条件下对苯酚具有良好的降解性能。通过调节催化剂投加量、初始苯酚浓度和光照时间等参数可以实现对苯酚的高效降解。因此，Zn掺杂TiO2光催化剂具有在废水处理领域中应用的潜力。
关键词：Zn掺杂TiO2，光催化剂，苯酚降解，溶胶-凝胶法，环境治理