摘要
TiO2半导体光催化技术具有绿色环保、高效节能和强降解能力等优点，在有机染料废水处理领域应用广泛。然而，TiO2的吸附性能有限，不利于提升催化降解能力，需要具有良好吸附性的载体。 为了提升TiO2的光催化降解能力，本文采用水热法将TiO2负载至改性煤矸石上制备出TiO2-改性煤矸石复合光催化材料，以亚甲基蓝溶液作为模拟污染物，考察了改性煤矸石对亚甲基蓝的吸附性能，也考察了复合材料的光催化性能，并研究了不同影响因素对复合材料光催化降解能力的影响。试验结果表明: （1）改性煤矸石最佳制备条件为MgSO4与煤矸石混合质量比为1∶0.5,焙烧温度为550℃,焙烧时间为3 h。当改性煤矸石投加量为3g/L,吸附时间为90 min,亚甲基蓝溶液初始浓度为40mg/L,吸附温度为50℃,溶液的pH值为10时，改性煤矸石对亚甲基蓝模拟废水的吸附效果最好。吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型，准二级吸附动力学模型能较好的描述吸附过程中的动力学行为。煤矸石经改性后比表面积增大，拥有良好的吸附性能。 （2）制备复合材料的最佳条件为改性煤矸石与Ti（SO4）2的掺杂质量比为1∶0.6,水浴搅拌时间为30 min,水浴加热温度为30℃,超声时间为30 min,水热温度为120℃,水热时间为12 h。 （3）在TiO2-改性煤矸石复合材料投加量为2g/L,亚甲基蓝溶液初始浓度为100mg/L,黑暗吸附时间为30 min,光照时间为30 min,此时光催化降解效果最佳。复合材料中的TiO2以锐钛矿型存在且TiO2-改性煤矸石复合材料对亚甲基蓝的降解效果比改性煤矸石和纯TiO2更好。该复合材料在5次回收利用后仍有良好的光催化降解能力，有很高的回收利用价值。
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