纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

为解决二氧化钛(TiO_2)粉末在废水处理应用中易团聚的问题和提高TiO_2粉末的光催化降解活性,利用水热合成法制备纳米TiO_2(nano-TiO_2),通过光催化降解测试、SEM、紫外-可见分光光度计(积分球)、XRD、化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)测试优化和表征纳米TiO_2的制备参数、表面形貌、紫外-可见光利用率、相态和水样处理性能。结果表明:经水热处理24 h,并在140℃下经浓度为0.2 mol/L的H_2SO_4溶液腐蚀24 h,此条件下制得的纳米TiO_2在60 min内对甲基橙染料的光降解效率最高可达40.8%。水热合成法制备的纳米TiO_2的晶粒尺寸范围为100～300 nm,相态为金红石型,其对紫外光的利用率比市售的商品级TiO_2粉末更高,光催化效率可提高39.7%。在紫外灯光照2 h后,经水热合成法制得的纳米TiO_2对自制水样的COD去除率可达64%,BOD去除率可达37.5%。该研究中的纳米TiO_2制备工艺简单,可有效解决团聚问题且具备更高效的光催化性能,可为实现低成本和高效的废水处理应用起到一定的促进作用。