【文章內(nèi)容簡介】 步較晚,但亦取得了可喜的成果。目前,%左右,主要用于燒磚、筑路、建材、選取漂珠、改良土壤等。大部分仍占用大量土地堆存起來,污染了環(huán)境,破壞了生態(tài)平衡。粉煤灰的具體利用有以下三大類：（1） 建筑材料：可用于制造粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰磚等建筑材料。（2） 化學(xué)工業(yè)：可以用來制粉煤灰分子篩、生產(chǎn)粉煤灰拒水分，制粉煤灰高分子材料填充劑、制備粉煤灰飾面材料，提取鋁化合物等。（3） 農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：粉煤灰應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中可以用來改良土壤和制備化肥。 粉煤灰的改性方法（1）酸改性原始粉煤灰顆粒表面光滑致密，經(jīng)酸處理后的粉煤灰顆粒表面變得粗糖，形成許多凹槽和孔洞，增大了顆粒的比表面積。吸附劑比表面積越大，吸附效果越好，因此經(jīng)酸改性的粉煤灰的吸附能力較原始粉煤灰強(qiáng)。（2）堿改性當(dāng)用堿對(duì)粉煤灰改性時(shí)，粉煤灰顆粒表面的會(huì)發(fā)生化學(xué)解離而產(chǎn)生可變電荷，可以破壞粉煤灰顆粒表面的堅(jiān)硬外殼，增大其比表面積，而且使玻璃體表面可溶性物質(zhì)與堿性氧化物反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，并使粉煤灰中的莫來石及非晶狀玻璃相溶融，從而提高活性。（3）鹽改性Wu[2]等采用粉煤灰制成沸石，然后對(duì)其進(jìn)行鹽改性，分別得到了Ca、Mg、Al和Fe改性的沸石材料，并用這些改性材料來同時(shí)去除水中的氨氮和磷酸鹽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)紹鹽改性的沸石具有很好的同時(shí)去除氨氮和磷酸鹽的能力。劉發(fā)現(xiàn)等[3]采用氯化媽、氯化鉀和氯化鐵分別對(duì)NaOH改性后的粉煤灰進(jìn)行離子交換，分別得到了韓、鉀和鐵改性的粉煤灰。用其處理印染廢水，結(jié)果表明，%~%，%~%。曾經(jīng)等[4]采用Al(NO3)3溶液對(duì)粉煤灰進(jìn)行浸泡得到了改性的粉煤灰，結(jié)果表明，改性粉煤灰對(duì)Cu2+具有較強(qiáng)的吸附性能，pH值是影響吸附的主要因素，靜電吸附和特性吸附是主要吸附形式。（4）表面活性劑改性表面活性劑在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降。近年來一些研究者對(duì)采用表面活性劑改性的粉煤灰進(jìn)行了研究。另外，粉煤灰改性的方法還有很多，在此不做詳述。 改性粉煤灰的最新進(jìn)展在近期的改性漂珠研究方面，李影[14]等人通過溶膠凝膠法將TiO2負(fù)載到了漂珠上，具體方法是：將去離子水乙醇溶液逐滴滴入酞酸丁酯、乙酰丙酮、乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH，加入聚乙二醇并加熱；將預(yù)處理過的漂珠加入該溶膠中，加熱煅燒。將改性漂珠在紫外條件下降解亞甲基藍(lán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明pH=5,煅燒溫度在450℃時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效果能夠達(dá)到96%。宋成芳[22]利用采用液相沉積法在粉煤灰漂珠上負(fù)載了TiO2/SiO2膜，具體方法是：首先以鈦鹽、聚四氟乙烯、氫氟酸等為原料制取鈦氟酸，以SiO聚四氟乙烯、氫氟酸等為原料制備氟硅酸；將制好的鈦氟酸、硼酸、氟硅酸按一定比例混合即制得混合鍍膜；加入漂珠加熱煅燒，即制得TiO2/SiO2膜催化劑。將該改性漂珠光催化降解酸性嫩黃和焦化廢水，, TiO2/SiO2膜不論在紫外還是可見條件下降解率都比單一的TiO2膜高出數(shù)倍。姚秉華[23]等人利用溶膠凝膠浸漬法制得CdS/TiO2/漂珠光催化劑，具體改性方法是：將Cd(NO3)24H2O溶于無水乙醇，與溶于無水乙醇中的硫脲混合溶解，劇烈攪拌，之后投入二氧化鈦溶膠中，即成CdSTiO2溶膠體系；投入漂珠加熱煅燒，即制成了CdS/TiO2/漂珠催化劑。該改性漂珠在紫外條件下降解高效氯氰菊酯殺蟲劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,催化劑的用量為3000mg/L,BEC濃度45mg/L,初始pH=，陽光照射300min時(shí)BEC的降解率為93%。磷鎢酸由于其雜多酸離子的特殊結(jié)構(gòu),能夠捕獲光生電子從而減小電子空穴復(fù)合概率，實(shí)驗(yàn)證明了其具有很高的催化活性。鄧伊苓[24]等人通過溶膠凝膠法制備了H3PO40W12/TiO2/漂珠催化劑,具體改性方法是：稱取一定量的磷鎢酸(H3PO40W12)溶于去離子水，投入TiO2/漂珠催化劑，攪拌烘干煅燒之后，即制得H3PO40W12/TiO2/漂珠型光催化劑。通過該改性漂珠催化劑降解孔雀石綠廢水的實(shí)驗(yàn)表明，活化溫度為200℃，活化時(shí)間30min時(shí)效果最好，對(duì)孔雀石綠的降解可在80min內(nèi)達(dá)到90%。近年來，以銀粒子為代表的等離子體光催化劑引起了人們的注意，Ag粒子表面等離子體基元共振效應(yīng)可以大大擴(kuò)展催化劑光響應(yīng)范圍。郭凌坤[25]等人采用離子交換法將Ag離子沉積在漂珠上,具體做法是：將NaNO3與AgNO3混合研磨均勻，加入漂珠并在320℃煅燒，水洗去除硝酸鹽后再次煅燒，鹽酸清洗后烘干即制得Ag@AgCl/漂珠基底；隨后用水解沉淀工藝，將TiCl4溶液勻速加入調(diào)節(jié)過PH、加入尿素緩釋劑的基底上，加熱清洗蒸干，即在Ag@AgCl/漂珠基底上鍍上一層TiO2薄膜，制得Ag@AgCl?漂珠? TiO2催化劑，并在可見光下降解甲基橙，降解率達(dá)到了99%。在霍鵬偉[26]研究中采用溶膠凝膠法制備了AgCl光敏劑敏化TiO2/粉煤灰漂珠光催化劑，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，同時(shí)也考察了在可見光下的催化效果，結(jié)果顯示：在可見光照射下，該種催化劑對(duì)羅丹明B廢水有很好的降解效果；在一定條件下，%，%。綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)有很多實(shí)驗(yàn)都是由重金屬離子與粉煤灰的合成制備出一種新的催化劑，我們由此聯(lián)想出利用AgCl直接對(duì)粉煤灰進(jìn)行負(fù)載，研究其對(duì)廢水的處理能力。3. 本實(shí)驗(yàn)研究意義、目的及主要研究內(nèi)容、目的 基于傳統(tǒng)光催化劑的缺陷,聯(lián)想到我們第二章對(duì)于粉煤灰漂珠及其改性方法的介紹,我們將Ag@AgCl負(fù)載到漂珠上，可以有效提高光催化效率，反應(yīng)結(jié)束時(shí)更易回收更多的催化劑，減小了損失；Ag@AgCl負(fù)載到載體上成為薄膜狀后，可以使接受到紫外光照射的粒子數(shù)目增加，光源利用率增加；載體材料由于具有更大的比表面積，可以提高對(duì)污染物的吸附，增大反應(yīng)過程中的有效接觸；我們安徽理工大學(xué)地處中國重要的能源城市—淮南市，煤炭工業(yè)，以及伴隨煤炭發(fā)展起來的電力工業(yè)必然會(huì)產(chǎn)生大量的粉煤灰，將漂珠投入光催化的研究或許能開辟粉煤灰資源化更多的途徑。另外一方面，由于傳統(tǒng)光催化劑的禁帶寬度導(dǎo)致它只能吸收3%到5%的紫外光，且產(chǎn)生的光生電子光生空穴易復(fù)合。我們發(fā)現(xiàn)近年來光催化劑方面的這樣一些研究:陳巖[18]等人水熱法制備了納米ZnFe2O4材料，在加入H2O2及紫外條件下降解甲基橙，結(jié)果當(dāng)n(金屬離子)：n(聚乙二醇)=1:水熱溫度為200℃時(shí)能夠達(dá)到99%的降解率，實(shí)驗(yàn)表明了由于納米ZnFe2O芬頓試劑和紫外三者的協(xié)同作用，產(chǎn)生羥基自由基迅速，降解效果非常明顯。鄧海洋[19]等人利用共沉淀法制備了CoFe2O4,再用溶膠凝膠法與酞酸丁酯復(fù)合制備不同CoFe2O4負(fù)載量的CoFe2O4/TiO2型光催化劑，降解甲基橙有較好效果，且CoFe2O4負(fù)載量越高，降解效果越差。李仁宏[20]等人利用FeSO47H2O為原料,用原位生長法制備了Fe3O4/TiO2型催化劑，該催化劑催化活性是TiO2催化劑的3倍。因此我們聯(lián)想到利用MFe2O4(M=Fe,Ni,Zn等過渡金屬)這一類尖晶石鐵氧體與TiO2進(jìn)行復(fù)合。這一類鐵磁性材料的禁帶寬度較窄，即引發(fā)電子躍遷的波長較小，這樣可以將反應(yīng)條件引向可見光區(qū)，增大太陽光的利用率。：1）催化劑的制備：采用浸泡、煅燒的方法對(duì)漂珠進(jìn)行預(yù)處理，制備Ag@AgCl漂珠負(fù)載型光催化劑。包括漂珠的預(yù)處理，Ag@AgCl的制備Ag@AgCl與漂珠的負(fù)載。2）可見光條件下降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)： 考察不同反應(yīng)物（羅丹明B）濃度、pH、催化劑用量條件下，Ag@AgCl漂珠負(fù)載型光催化劑在一定時(shí)間內(nèi)的降解率，并作時(shí)間降解率曲線圖。3）實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論： 通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖像，評(píng)價(jià)這種催化劑的催化效果，并且根據(jù)圖像比較不同條件下的催化效果，得出最佳反應(yīng)物濃度，PH與催化劑用量，為光催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供建議。4. Ag@AgCl漂珠負(fù)載型光催化劑、試劑及主要實(shí)驗(yàn)儀器：表41 Ag@AgCl漂珠制備原料化學(xué)試劑規(guī)格 式量硝酸分析純聚乙烯吡咯烷酮(C6H9NO)n分析純無水乙醇分析純鹽酸分析純100,12聚乙二醇分析純 380硝酸銀分析純 404氫氧化鈉分析純 40表42 Ag@AgCl漂珠制備主要實(shí)驗(yàn)儀器儀器型號(hào) 生產(chǎn)廠家電子天平BS110S型北京賽多利斯天平有限公司磁力加熱攪拌器781型金壇富華儀器有限公司數(shù)控電烘箱AB104N中國山東龍口先科儀器公司馬弗爐 SX2510 中國山東龍口先科儀器公司 Ag@AgCl漂珠負(fù)載型光催化劑制備原理AgX的制備方法很多，主要有沉淀法，微乳液法，離子液體輔助水熱法，離子交換法，固相反應(yīng)法等。AgX在水中的溶解度很低，而AgBr，AgI的離子鍵極化程度更高，溶解度更低，并且不溶于有機(jī)溶液、水、酒精和稀酸中。當(dāng)溶液中有Ag+和Cl－存在時(shí)，會(huì)立馬沉淀形成AgCl。本實(shí)驗(yàn)采用液相沉淀法制備氯化銀，即利用某一化學(xué)反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶離子（構(gòu)晶正離子與構(gòu)晶負(fù)離子）在劇烈攪拌的溶液中生成并析出晶體。實(shí)驗(yàn)中采用乙二醇或水做溶劑，聚乙稀比略焼酮作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑與分散劑。該法具有操作條件易于控制，設(shè)備簡單，制備成本低，易于工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。用光致還原法在AgCl表面分解析出Ag納米粒子，該方法速度快，能耗低。這部分的實(shí)驗(yàn)主要為后續(xù)復(fù)合材料制備摸索實(shí)驗(yàn)條件。、實(shí)驗(yàn)步驟(1)漂珠的預(yù)處理配制10%的稀硝酸，將粉煤灰漂珠浸泡其中12h、過濾、用去離子水漂洗至中性后烘干，然后放于馬弗爐中，在400℃下煅燒2h將其中未去除的有機(jī)物碳化。用蒸餾水漂洗分選出完全漂浮在水面上的漂珠，經(jīng)過過濾干燥過篩后，選取粒徑為100125um的漂珠作為催化劑的載