氧化锌复合材料的制备及其光降解对硝基苯胺的性能研究(3)

菜单

水浴盐溶液沉淀法合成纳米氧化锌（Nano-ZnO）材料，不仅能制得化学均匀性好、颗粒粒度均匀、致密、纯度高的产品，而且合成工艺简单，操作简便，不需要高温高压的反应条件，反应环境和粒子的生长速度易于控制，可实施性强，另外合成过程中也不需要使用高毒害的有机试剂，是一种绿色清洁、环保无污染的生产方法。

由于纳米氧化锌（Nano-ZnO）独特的表面性质，导致其表面能高，合成过程中容易产生颗粒团聚现象，难以充分发挥其光学性能。如果引入一种具有高比表面的材料作为载体，将纳米氧化锌（Nano-ZnO）材料负载于载体材料表面，则可以大大的提高纳米氧化锌（Nano-ZnO）的分散性，降低颗粒团聚，从而提高纳米氧化锌（Nano-ZnO）利用率。

1.2 凹凸棒土（Att）的结构特点及其应用

凹凸棒土（Att）是一种天然非金属粘土矿物，它以凹凸棒石为主要成分，是一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，即含水的层链状镁质硅酸盐。它具有独特的层链状结构，层内贯穿着许多孔道，表面凹凸相间布满沟槽，因而具有较大的比表面积和较好的吸附性能，是一种性能优异的载体材料。由于凹凸棒土（Att）具有较好的吸附能力，独特的分散性，耐高温、抗盐碱，有较高的可塑性及粘结力，矿物本身质轻、性脆、吸水性强，干燥后收缩小，不显裂纹，水浸泡崩散，悬浮液遇电不絮凝、不沉淀等特殊的物理化学性质和工艺性能，使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等多种行业中得到广泛应用[10-15]。国内目前用量最大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色等领域。尽管如此，凹凸棒土（Att）的利用仍然处于初级阶段，存在利用率低、技术含量小等缺点，如何充分发挥凹凸棒土（Att）的优势、提高其应用价值、拓展应用范围是目前凹凸棒土（Att）研究领域的热点和难点。

我市是世界上少有的凹凸棒土（Att）资源产出地之一，应用凹凸棒土的前景十分看好。充分利用地方资源、研发新的材料、推广其应用领域，对于推动地方经济的发展、解决能源和环境问题具有重要的意义。

1.3 光催化技术及其在废水处理中的应用

对硝基苯胺是一种广泛运用于染料及医药工业的人工合成化学物，它是多种直接、酸性、分散性染料及颜料工业的重要的中间体，也是重要的医药化工的中间体，同时还是抗氧化剂、防腐剂、光稳定剂、显影剂等产品的原料。它具有高毒，易升华，微溶于水等物理化学性质，对人体和环境的危害性都很大，而且难于降解。

随着锐钛矿型TiO2 在紫外光照射下的具有较好催化能力的发现和进一步研究，利用光催化剂来降解和处理污水中的污染物是环境领域非常活跃的一个研究方向。很多科学工作者纷纷投入到光催化剂对印染废水、表面活性剂废水、含油废水、含酚废水、农药废水进行降解处理的研究中。用光催化剂处理污水[16]，具有很多优点：一，光催化反应在常温常压下就可以进行；二，反应能耗比较低、降解速度比较快、操作方法比较简便；三，几乎能降解废水中的所有有机物，有机物被氧化或降解为CO2 和H2O等无机小分子，不会产生二次污染。但是，环境友好型光催化技术也存在着一些缺点，如催化剂回收困难、太阳能利用率低等等。因此，寻求性能优异、价格低廉的催化剂载体，提高催化剂的回收利用率及对太阳能的利用率，对于充分运用和发挥光催化技术有着重要意义。源1自3优尔8.论~文'网·www.youerw.com

1.4 本论文的思路提出及主要内容

针对目前光催化技术处理污水的研究现状和存在问题，同时考虑到纳米氧化锌（Nano-ZnO）和凹凸棒土（Att）的优越性能，本文将纳米氧化锌（Nano-ZnO）的光催化特性与凹凸棒土（Att）的载体特性结合起来，用水浴盐溶液沉淀法制备不同形貌的纳米氧化锌（Nano-ZnO）及凹凸棒土复合的纳米氧化锌（Att-ZnO）材料，并做相应的光催化性能实验，以期获得性能最佳的光催化剂。这样，既解决了纳米氧化锌（Nano-ZnO）利用率低难题，又充分利用了凹凸棒土（Att）优异的吸附性能，同时也在极大程度上降低了催化剂的生产成本[17,18]。另外，所得的催化剂易于分离回收，可以重复使用。该技术的特点是操作方便、合成方法简易，为制备兼具高效吸附性能和光催化性能的复合材料提供了一条新途径。