粉煤灰基沸石-TiO_(2)复合催化剂的合成及性能

摘要

粉煤灰作为一种固体废弃物,具有成本低廉、来源广泛等优点,可被广泛用于制备沸石的催化剂载体,实现其高值化利用的同时保护生态环境。以固体废弃物粉煤灰为原料制备了X型沸石-TiO_(2)复合光催化剂,在合成沸石的过程中成功负载TiO_(2),相较于合成沸石后再进行负载的方式,节约制备成本。采用4因素4水平正交试验,以TiO_(2)与粉煤灰的质量比、粉煤灰与氢氧化钠的质量比、粉煤灰与超纯水的质量比、晶化时间为影响因素,以亚甲基蓝去除率为目标函数探索了催化剂最佳制备条件,并对最佳催化剂进行了XRF、XRD、FTIR、SEM表征分析。试验结果表明,当m_(1)/m_(2)为1.0∶2.9、m_(3)/m_(2)为1.5∶1.0、灰水质量比为1∶10、晶化时间为24 h时(其中,m_(1)、m_(2)、m_(3)分别为TiO_(2)、粉煤灰和NaOH的质量),催化剂性能最佳。配制质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝模拟废液,添加该组条件下的催化剂0.25 g/L,30℃条件下反应1 h,在黑暗及紫外光照射条件下,亚甲基蓝去除率分别为42.47%和98.15%,说明该方法合成的X型沸石-TiO_(2)复合光催化剂对印染废水中的染料分子处理效果好,且粉煤灰属于火电厂废弃物,在低成本条件下制备了较理想的催化剂材料,实现以废制废。