TiO2/改性膨润土对RhB的吸附-光催化降解协同去除

作者：陈志力; 张彦朋^*

来源：工业催化, 2021, 29(06): 15-26.

• 催化化学
• 二氧化钛
• 改性膨润土
• 吸附
• 光催化
• 协同去除

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钠基膨润土(Bt)进行改性得有机改性膨润土(C-Bt),并与纳米TiO2复合探究复合材料对目标污染物罗丹明B(RhB)的吸附-光催化降解耦合。采用X射线衍射、氮气低温吸附-脱附、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X光电子能谱等表征分析材料的理化性质和构-效关系。结果表明,改性显著增加了膨润土的层间间距和比表面积,从而促进了RhB的内、外传质。负载的TiO2主要以锐钛矿相赋存,于C-Bt层间及外表面均匀分散,复合后有效增大了了TiO2的比表面积,改善了材料的吸附性能。TiO2/C-Bt对RhB的吸附去除率为48.34%,远高于未改性TiO2的吸附效率(6.52%),通过理论计算证明了复合材料的外扩散速率与内扩散速率均得到了大幅提升。RhB的降解效率从55.49%(TiO2)显著提升至91.82%(TiO2/C-Bt),表观一级动力学速率常数增加了两倍。复合催化剂光催化性能的提高主要归因于:(1)复合材料比表面积的增大和内外传质速率提升,有利于污染物的富集,增加了TiO2与RhB的密切接触;(2)光催化过程产生的自由基能够降解C-Bt表面吸附的RhB分子,使材料的吸附性能得以再生,吸附-光催化二者的协同有利于RhB的高效去除。