堿熱-酸熱法合成二氧化鈦-鈦酸納米管復合納米材料對Cd(Ⅱ)和苯酚的同步去除
更新時間：2015-06-26 13:45
來源：環境科學
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摘要
以P25型TiO2為原料,經堿熱和酸熱反應合成了TiO2/TNTs復合納米材料,該材料皆具鈦酸納米管(TNTs)和TiO2晶相.Cd(Ⅱ)在TiO2/TNTs上的吸附動力學過程很快,30min即可達到吸附平衡,此外,Langmuir等溫模型擬合所得最大吸附量達120.34mg·g-1,其主要吸附機制為Cd2+與復合材料中TNTs層間Na+/H+的離子交換.TiO2/TNTs對苯酚的吸附量較低(0.36mg·g-1),因此光催化反應以實現苯酚的降解是必需的.構建的吸附-光催化系統可實現Cd(Ⅱ)和苯酚的同步有效去除,180min時二者的去除率分別可達到99.6%和99.7%.Cd(Ⅱ)的去除源于暗室下復合材料中TNTs相的吸附,而苯酚的去除在于后續復合材料中TiO2相的光催化.Cd(Ⅱ)的共存可提高苯酚的光催化降解效率,原因在于Cd(Ⅱ)吸附進入材料層間后有助于材料光催化性能的提升.共存Na+對Cd(Ⅱ)和苯酚在TiO2/TNTs上的同步去除影響極小;而共存Ca2+由于競爭吸附和促進材料團聚的原因,會輕微抑制Cd(Ⅱ)在TiO2/TNTs上的吸附,但對苯酚的光催化降解影響較小.此外,TiO2/TNTs可有效循環利用,經HNO3解吸和NaOH再生后,3次循環后材料對Cd(Ⅱ)和苯酚的去除率依然可達91.7%和98.1%.該研究提供了一種合成皆具吸附和光催化性能的鈦系材料的方法,對于應用納米材料實現水體環境中重金屬和有機物的同時去除具有一定的借鑒意義.
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