專利名稱：N/TiO₂納米管陣列的制備方法及光催化降解制糖廢水的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種N/Ti02納米管陣列的制備方法及光催化降解制糖廢水的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
制糖工業(yè)是我國重要行業(yè)之一，同時(shí)制糖生產(chǎn)中產(chǎn)生大量有機(jī)物廢水，該廢水中有機(jī)物濃度、COD和BOD都較高，并且在生產(chǎn)過程中COD濃度、BOD濃度高低不穩(wěn)。廢水一旦排放到河流中就會造成水體嚴(yán)重污染，甚至?xí)廴镜叵滤?，造成水資源缺乏。目前我國多數(shù)糖廠一般采用好氧法，例如生物接觸氧化法、活性污泥法、氧化溝法等等，但好氧法具有能源消耗大、水力負(fù)荷小、生物膜易脫落等缺點(diǎn)。如今厭氧法也得到應(yīng)用，與好氧法相比有所提聞，但此方法具有工藝復(fù)雜、成本聞、處理周期長等缺點(diǎn)。而納米_■氧化欽具有較聞的化學(xué)活性、比表面積大、成本低廉、無毒、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，在廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。 二氧化鈦納米管陣列與納米二氧化鈦粉末相比，其制備工藝簡單、條件易控制、不產(chǎn)生二次污染。所以，二氧化鈦納米管陣列在廢水處理方面具有更強(qiáng)的優(yōu)勢。但由于納米TiO2的禁帶寬度較寬(約3.2eV)，因此只在λ < 380nm的紫外光區(qū)具有光催化活性，導(dǎo)致光催化效率不高。而非金屬離子的摻雜可以有效減小TiO2帶隙，從而使納米TiO2的光催化性能得到顯著提高。利用超聲法制備的N/Ti02納米管陣列并成功應(yīng)用于光催化降解制糖廢水的研究未見報(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的N/Ti02納米管陣列并將其應(yīng)用于光催化降解制糖廢水。
N/Ti02納米管陣列的制備方法具體步驟為(O以鈦片為基底利用陽極氧化法在其表面制備出均勻有序的TiO2納米管陣列，然后立即將其從電解液中取出，用大量的去離子水沖洗；待其自然干燥后放入馬弗爐中，在 500°C下煅燒2小時(shí)，冷卻至室溫得TiO2納米管陣列。
(2)將步驟(I)制得的TiO2納米管陣列放入濃度為O. 005mol/L^0. 03mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，然后用去離子水沖洗其表面，晾干后得到N/Ti02納米管陣列。
將N/Ti02納米管陣列放入制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到12. 4 13. 2，經(jīng)紫外燈(λ =253. 7nm)照射25 30小時(shí)，實(shí)現(xiàn)對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。
本發(fā)明與其它相關(guān)技術(shù)相比 ，最顯著的特點(diǎn)是N/Ti02納米管陣列制備工藝簡便、 無污染，并且成功地應(yīng)用于光催化降解制糖廢水，從而大大提高了處理制糖廢水的效率，降低了相關(guān)成本及處理時(shí)間。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:(1)采用尺寸為1cmX5cmX 1mm的鈦片作為基底利用陽極氧化法在其表面制備出均勻有序的TiO2納米管陣列；將其沖洗、晾干后放入馬弗爐中，在500°C下煅燒2小時(shí)，冷卻至室溫取出。
(2)將步驟(1)制得的TiO2納米管陣列放入0. 015mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，然后用去離子水沖洗其表面，自然晾干后得到N/Ti02納米管陣列。
將N/Ti02納米管陣列放入25mL制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到 12. 4，經(jīng)紫外燈(λ =253. 7nm)照射25小時(shí)，COD降解率達(dá)到73. 47%。光照30小時(shí)，COD降解率達(dá)到79. 51%。
實(shí)施例2:(1)采用尺寸為1cmX5cmX 1mm的鈦片作為基底利用陽極氧化法在其表面制備出均勻有序的TiO2納米管陣列；將其沖洗、晾干后放入馬弗爐中，在500°C下煅燒2小時(shí)，冷卻至室溫取出。
(2)將步驟(1)制得的TiO2納米管陣列放入0. 02mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，然后用去離子水沖洗其表面，自然晾干后得到N/Ti02納米管陣列。
將N/Ti02納米管陣列放入25mL制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到 12. 8，經(jīng)紫外燈(λ =253. 7nm)照射25小時(shí)，COD降解率達(dá)到81. 88%。光照30小時(shí)，COD降解率達(dá)到86. 74%。
實(shí)施例3 (1)采用尺寸為1cmX5cmX 1mm的鈦片作為基底利用陽極氧化法在其表面制備出均勻有序的TiO2納米管陣列；將其沖洗、晾干后放入馬弗爐中，在500°C下煅燒2小時(shí)，冷卻至室溫取出。
(2)將步驟(1)制得的TiO2納米管陣列放入0. 025mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，然后用去離子水沖洗其表面，自然晾干后得到N/Ti02納米管陣列。
將N/Ti02納米管陣列放入25mL制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到 12. 8，經(jīng)紫外燈(λ =253. 7nm)照射25小時(shí)，COD降解率達(dá)到74. 73%。光照30小時(shí)，COD降解率達(dá)到80. 98%ο
權(quán)利要求
1. 一種N/Ti02納米管陣列對制糖廢水光催化降解的應(yīng)用，其特征在于將N/Ti02納米管陣列放入制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到12. 4 13. 2，經(jīng)波長為253. 7nm 紫外燈照射25 30小時(shí)，實(shí)現(xiàn)對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用；所述N/Ti02納米管陣列的制備方法步驟為(O以鈦片為基底利用陽極氧化法在其表面制備出均勻有序的TiO2納米管陣列，然后立即將其從電解液中取出，用大量的去離子水沖洗；待其自然干燥后放入馬弗爐中，在 500°C下煅燒2小時(shí)，冷卻至室溫得TiO2納米管陣列；(2)將步驟(I)制得的TiO2納米管陣列放入濃度為O. 005mol/L^0. 03mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，然后用去離子水沖洗其表面，晾干后得到N/Ti02納米管陣列。
全文摘要
本發(fā)明公開了N/TiO2納米管陣列的制備方法及光催化降解制糖廢水的應(yīng)用。以鈦片為基底制備出TiO2納米管陣列；將制得的TiO2納米管陣列放入0.005mol/L～0.03mol/L尿素溶液中，在超聲條件下浸泡6分鐘，用去離子水沖洗其表面，晾干后得到N/TiO2納米管陣列。將N/TiO2納米管陣列放入制糖廢水中，用NaOH溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)到12.4～13.2，經(jīng)紫外燈(λ=253.7nm)照射25～30小時(shí)，實(shí)現(xiàn)對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。本發(fā)明制備工藝簡便、無污染，并且成功地應(yīng)用于光催化降解制糖廢水，從而大大提高了處理制糖廢水的效率，降低了相關(guān)成本及處理時(shí)間。
文檔編號B01J21/06GK103055836SQ20131001068
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月12日
發(fā)明者鐘福新, 張忠銘, 莫德清, 王丹宇, 朱義年 申請人:桂林理工大學(xué)