專利名稱：Au/TiO₂納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Au/Ti02納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
二氧化鈦具有化學(xué)惰性、抗化學(xué)腐蝕和光腐蝕，是一種良好的光催化材料。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。但顆粒狀納米二氧化鈦作光催化材料時需要強加攪拌，且使用后不易清除，二次污染問題嚴重。利用二氧化鈦納米管的大比表面、強吸附能力及其在鈦基底上的強固著性，能更好地克服二氧化鈦納米顆粒光催化劑的不足。由于TiO2的禁帶寬度較寬(約為3. 2eV)，光生電子一空穴對壽命短，光催化效率不高。然而，通過貴金屬對TiO2的摻雜，可以使捕獲的電子釋放出來，延長光生電子-空穴對的壽命，提高TiO2的量子效應(yīng)，從而能顯著提高TiO2的光催化活性。制糖工 業(yè)廢水是以甜菜或甘蔗為原料制糖過程中排出的廢水。主要來自制糖生產(chǎn)過程和制糖副產(chǎn)品綜合利用過程。廢水中一般含有有機物和糖分，COD、BOD很高，廢水色度深、含氮、磷、鉀等元素較高。其主要特點是酸度大、濃度高、色度深、毒性大。這些廢水一旦排入江河水體，會嚴重破壞水體生態(tài)。目前國內(nèi)外對制糖廢水的處理主要采用物化法和生化法的結(jié)合。物化法即對廢水進行預(yù)處理，然后再進入生化系統(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-光合細菌處理法、深層暴氣、深井暴氣法等。但這些方法工藝復(fù)雜、處理時間周期長(十幾天至幾十天不等)，成本也較高。在超聲條件下于TiO2納米管陣列上直接電沉積金制備Au/Ti02納米管陣列并將其成功用于制糖廢水的光催化降解尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Au/Ti02納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。本發(fā)明的具體步驟為
(I)用陽極氧化法在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2小時，取出冷卻至室溫，然后置入lg/L氯金酸和30g/L硼酸的混合沉積液中，在超聲條件下，于2. 5v直流電下沉積90秒，晾干，得Au/Ti02納米管陣列。(2)將Au/Ti02納米管陣列置入50mL制糖廢水中，用HCl調(diào)節(jié)廢水pH值為廣2，在紫外光(253. 7nm波長)下照射20小時，制糖廢水光催化降解率可達81. 22%以上。本發(fā)明與其它相關(guān)技術(shù)相比，最顯著的特點是Au/Ti02納米管陣列是由陽極氧化法制備的二氧化鈦納米管陣列經(jīng)直流電在超聲條件下沉積制備的，并將Au/Ti02納米管陣列應(yīng)用于制糖廢水的光催化降解，收到很好的降解效果，很大程度地降低制糖廢水的處理成本與時間。
具體實施方式
實施例I :
用陽極氧化法在lcmlcnTO. Icm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2小時，冷卻至室溫，然后置入lg/L氯金酸和30g/L硼酸的混合沉積液中，在2. 5v直流電壓、超聲條件下沉積90秒，取出，在空氣中干燥，即得Au/Ti02納米管陣列；將Au/Ti02納米管陣列置入50mL制糖廢水中，用HCl調(diào)節(jié)廢水pH值為1，在253. 7nm波長紫外光下照射20小時，制糖廢水降解效率達89. 59%。實施例2 用陽極氧化法在IcmlcnT O. Icm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2小時，冷卻至室溫，然后置入lg/L氯金酸和30g/L硼酸的混合沉積液中，在2. 5v直流電壓、超聲條件下沉積90秒，在空氣中干燥，即得Au/Ti02納米管陣列。將Au/Ti02納米管陣列置入25mL制糖廢水中，用HCl調(diào)節(jié)廢水pH值為2，在253. 7nm波長紫外光下照射20小時，制糖廢水降解率達81. 22%。
權(quán)利要求
1.一種Au/Ti02m米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用，其特征在于將Au/Ti02m米管陣列置入50mL制糖廢水中，用HCl調(diào)節(jié)廢水pH值為f 2，在波長為253. Ixm的紫外光下照射20小時，實現(xiàn)對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用； 所述Au/Ti02納米管陣列的制備方法為用陽極氧化法在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2小時，取出冷卻至室溫，然后置入Ig/L氯金酸和30g/L硼酸的混合沉積液中，在超聲條件下，于2. 5v直流電下沉積90秒，晾干，得Au/Ti02納米管陣列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Au/TiO2納米管陣列對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。用陽極氧化法在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℃恒溫2小時，取出冷卻至室溫，然后置入1g/L氯金酸和30g/L硼酸的混合沉積液中，在超聲條件下，于2.5v直流電下沉積90秒，晾干，得Au/TiO2納米管陣列。將其置入25mL~50mL制糖廢水中，用HCl調(diào)節(jié)廢水pH值為1~2，在253.7nm波長紫外光下照射20小時，實現(xiàn)對制糖廢水的光催化降解的應(yīng)用。本發(fā)明最顯著的特點是Au/TiO2納米管陣列是由陽極氧化法制備的二氧化鈦納米管陣列直接在超聲條件下直流電沉積而獲得，并將Au/TiO2納米管陣列應(yīng)用于制糖廢水的光催化降解，很大程度地降低制糖廢水的處理成本與時間。
文檔編號B01J23/52GK102863046SQ201210329599
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月9日
發(fā)明者鐘福新, 孟志鵬, 郭冬冬, 王順利, 李培剛 申請人:桂林理工大學(xué)