專利名稱:La/FeTiO<sub>2</sub>納米管陣列的制備方法及應(yīng)用于制糖廢水的降解的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及La/FeTi02納米管陣列的制備方法及應(yīng)用于制糖廢水的降解。
背景技術(shù):
我國(guó)是世界上產(chǎn)糖大國(guó),每生產(chǎn)1噸糖,產(chǎn)生廢水0.2_21m3,如果直接排入自然水 體中必然會(huì)造成嚴(yán)重的污染。制糖工業(yè)廢水主要來(lái)自斜槽廢水、榨糖廢水、蒸餾廢水、地面 沖洗水等,其特點(diǎn)是酸度大、濃度高、色度深、毒性大。這些廢水一旦排入江河水體,會(huì)嚴(yán)重 破壞水體生態(tài)。目前國(guó)內(nèi)外的制糖廢水處理主要采用物化法和生化法的結(jié)合。即用物化法 對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理,然后再進(jìn)入生化系統(tǒng),最后依次經(jīng)物化及生物濾池處理后排放。由于制 糖廢水的可生化性好,因此國(guó)內(nèi)外多采用生化法處理。主要有厭氧處理法(UASB、IC、二段 厭氧法)、厭氧_好氧處理法、厭氧_光合細(xì)菌處理法、深層暴氣、深井暴氣法等。但這些方 法工藝復(fù)雜、成本也較高,處理時(shí)間周期也長(zhǎng)(十幾天至幾十天不等)。二氧化鈦是一種良 好的光催化材料具有化學(xué)惰性、抗化學(xué)腐蝕和光腐蝕等特點(diǎn)。納米二氧化鈦具有顯著的納 米尺寸效應(yīng),在光催化材料方面的應(yīng)用尤為廣泛。但二氧化鈦納米顆粒作光催化材料時(shí)需 要強(qiáng)加攪拌,且使用后不易清除,二次污染問(wèn)題嚴(yán)重。二氧化鈦納米管的大比表面、強(qiáng)吸附 能力及其在鈦基底上的強(qiáng)固著性,能更好地克服二氧化鈦納米顆粒光催化劑的不足。由于 打02的禁帶寬度較寬(約為3. 2eV),光生電子-空穴對(duì)壽命短,光催化效率不高。然而,通 過(guò)金屬離子鹽對(duì)打02的摻雜,可以使捕獲的電子釋放出來(lái),延長(zhǎng)光生電子-空穴對(duì)的壽命, 提高Ti02的量子效應(yīng),從而能顯著提高Ti02的光催化活性。用超聲法制備鑭/鐵共摻雜的 La/FeTi02納米管陣列并將其用于制糖廢水的光催化降解尚未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用超聲法制備La/FeTi02納米管陣列及應(yīng)用于制糖廢水 的降解。本發(fā)明的具體步驟為用陽(yáng)極氧化法在鈦片表面制備均勻的二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈晾干后,放 入馬弗爐中500°C恒溫2h,取出冷卻至室溫,然后依次在0. 006mol/LLa(N03)3>0. 018mol/L Fe (N03) 3溶液中,在超聲條件下各浸泡10分鐘,晾干,得La/FeTi02納米管陣列。將La/FeTi02納米管陣列置入制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值為12. 5 13. 5, 在253. 7nm波長(zhǎng)紫外光下照射20 30小時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用;照射20 小時(shí),COD降解效率可達(dá)85. 6%以上;照射30小時(shí),COD降解效率可達(dá)96. 82%以上。本發(fā)明與其它相關(guān)技術(shù)相比,最顯著的特點(diǎn)是La/FeTi02納米管陣列是由陽(yáng)極氧 化法制備的二氧化鈦納米管陣列直接經(jīng)簡(jiǎn)單的超聲浸泡方法制備的,并將La/FeTi02納米 管陣列應(yīng)用于制糖廢水的光催化降解,達(dá)到降解的目的。大大降低制糖廢水的處理成本與 時(shí)間。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1用陽(yáng)極氧化法在2cm*4cm*0. lcm鈦片表面制備二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈 晾干后,放入馬弗爐中500°C恒溫2h,冷卻至室溫,取出依次置于0. 006mo 1 /LLa(N03)3、 0.018mol/L Fe(N03)3溶液中,在室溫超聲條件下各浸泡10分鐘,在空氣中干燥,即得La/ FeTi02納米管陣列。將La/FeTi02納米管陣列置入50mL制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH 值為13,在253. 6nm波長(zhǎng)紫外光下照射20小時(shí),COD降解效率達(dá)85. 6%。光照30小時(shí),COD 降解效率達(dá)96. 82%。實(shí)施例2用陽(yáng)極氧化法在lcm*4cm*0. lcm鈦片表面制備二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈 晾干后,放入馬弗爐中500°C恒溫2h,冷卻至室溫,取出依次置入0. 006mo 1 /LLa(N03)3、 0.018mol/L Fe(N03)3溶液中,在室溫超聲條件下各浸泡10分鐘,在空氣中干燥,即得La/ FeTi02納米管陣列。將La/FeTi02納米管陣列置入25mL制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH 值為12. 5,在253. 6nm波長(zhǎng)紫外光下照射20小時(shí),COD降解效率達(dá)86. 9%。光照30小時(shí), C0D降解效率達(dá)97. 18%。實(shí)施例3用陽(yáng)極氧化法在3cm*4cm*0. lcm鈦片表面制備二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈 晾干后,放入馬弗爐中500°C恒溫2h,冷卻至室溫,取出依次置入0. 006mo 1 /LLa(N03)3、 0.018mol/L Fe(N03)3溶液中,在室溫超聲條件下各浸泡10分鐘,在空氣中干燥,即得La/ FeTi02納米管陣列。將La/FeTi02納米管陣列置入75mL制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH 值為13. 5,在253. 6nm波長(zhǎng)紫外光下照射20小時(shí),C0D降解效率達(dá)85. 8%。光照30小時(shí), C0D降解效率達(dá)97. 05%。
權(quán)利要求
1.一種La/FeTi02納米管陣列的制備方法,其特征在于具體步驟為用陽(yáng)極氧化法在鈦片表面制備均勻的二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈晾干后,放入 馬弗爐中500°C恒溫2h,取出冷卻至室溫,然后依次在0. 006mol/LLa(N03)3>0. 018mol/L Fe (N03) 3溶液中,在超聲條件下各浸泡10分鐘,晾干,得La/FeTi02納米管陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述La/FeTi02納米管陣列的應(yīng)用,其特征在于將制得的La/FeTi02 納米管陣列置入制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值為12. 5 13. 5,在253. 7nm波長(zhǎng)紫外 光下照射20 30小時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了La/FeTiO2納米管陣列的制備方法及應(yīng)用于制糖廢水的降解。用陽(yáng)極氧化法在鈦片表面制備均勻的二氧化鈦納米管陣列,將其洗凈晾干后,放入馬弗爐中500℃恒溫2h,取出冷卻至室溫,然后依次在0.006mol/L La(NO3)3、0.018mol/L Fe(NO3)3溶液中,在超聲條件下各浸泡10分鐘,晾干,得La/FeTiO2納米管陣列。將La/FeTiO2納米管陣列置入制糖廢水中,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值為12.5~13.5,在253.7nm波長(zhǎng)紫外光下照射20~30小時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。本發(fā)明的特點(diǎn)是La/FeTiO2納米管陣列是由陽(yáng)極氧化法制備的二氧化鈦納米管陣列直接經(jīng)簡(jiǎn)單的超聲浸泡方法制備的,并將La/FeTiO2納米管陣列應(yīng)用于制糖廢水的光催化降解,降低制糖廢水的處理成本與時(shí)間。
文檔編號(hào)B01J23/83GK102000581SQ20101029376
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者朱義年, 林莎莎, 郭冬冬, 鐘福新 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)