【正文】 戴上橡膠手套；用蒸餾水洗沉淀需至無氯離子檢出，可以用抽濾—洗滌—抽濾這一過程。所抽濾濾液要用AgNO3溶液測其Cl是否除干凈。將鈦酸四丁酯和無水乙醇(體積比為1:50)配制成混合體系1，蒸餾水和冰醋酸(體積比為200:1)配置成混合體系2。在強烈的攪拌下，將混合體系1緩慢的加入混合體系2中，滴加完畢后，繼續(xù)常溫攪拌2～3h后，陳化24h。然后再次攪拌，并繼續(xù)在80℃下恒溫加熱直至生成凝膠。生成凝膠后，加入冰醋酸，充分攪拌，洗滌，抽慮，并將凝膠在80～100℃下烘干，研磨成細粉狀。得到納米級TiO2用1mol H2SO4浸泡24h，再洗滌，抽慮，并烘干。500℃下，用馬弗爐焙燒5小時，得到SO42/TiO2固體超強酸催化劑。轉(zhuǎn)移至干燥器中備用。（1）凹凸棒載體的制備①凹凸棒粘土的預處理： 將凹凸棒粘土預先粉碎成小顆粒，然后放入粉碎機中粉碎至粒徑小于50μm，裝入瓶中，待用。②膠粘液的制備：將硅酸鈉配制成均勻的懸濁液。在燒杯中加入40g NaSiO39H2O和40ml蒸餾水，即NaSiO39H2O（g）/ H2O（ml）=1/1。放在加熱套上，攪拌溶解，50V電壓微熱使NaSiO39H2O能夠充分溶解，磁力攪拌約15min。③凹凸棒載體的制備將以粉碎好的凹凸棒粘土加入上述NaSiO39H2O溶液中，一邊加凹凸棒，一邊攪拌，直至混合成半干粘稠狀，老化后制成直徑為6~8mm的球形顆粒。自然晾干后在100186。C烘干，待用。（2）凹凸棒負載SO42/TiO2催化劑的制備①負載溶液的配制：將硅酸鈉配制成均勻的懸濁液。在燒杯中加入50g NaSiO39H2O和25ml蒸餾水，即NaSiO39H2O（g）/ H2O（ml）=2/1。放在加熱套上，在50V電壓下加熱使NaSiO39H2O充分溶解，約20min。②然后往以上溶液中加入50g SO42/TiO2粉末，邊加邊攪拌，直至SO42/TiO2粉末均勻混合。③凹凸棒載體負載SO42/TiO2：將以制好的凹凸棒球形載體放入以上配制好的粘稠液中，攪拌至凹凸棒球形載體均勻負載上SO42/TiO2。將其自然晾干后，在80186。C下烘干，然后在250186。C下煅燒2h，自然冷卻后用水反復沖洗至沒有SO42/TiO2粉末脫落為止，即制成凹凸棒負載SO42/TiO2的光催化劑。 印染廢水處理方法模擬印染廢水自制，用分光光度法進行測定，實際印染廢水其CODCr值用重鉻酸鉀氧化法進行測定。 分析測定方法 酸度的測定 酸度的測定用目測法：，加入約2ml石油醚覆蓋，分別加入幾滴對硝基甲苯和對硝基氯苯的苯溶液(%)，搖動，觀察樣品表面顏色的變化。 脫色率的測定脫色率的測定用分光光度法。脫色率=(A0A)/A0，其中A0為染料溶液初始吸光度，A為染料溶液光解后吸光度。 CODCr的測定 CODCr的測定用重鉻酸鉀氧化法。在強酸性溶液中，一定量的重鉻酸鉀氧化水中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑、用硫酸亞鐵銨溶液返滴。根據(jù)用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。CODCr（O2 ，mg/L）=（V0V1）c81000/Vsh c——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol/L），V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量（ml），V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量（ml），Vsh——水樣的體積（ml）。5 結(jié)果與討論 固體超強酸的表征。測樣前，將樣品在110186。C下，真空處理4h。從圖中可明顯的看出，SO42/TiO2的IR圖在在1213cm1136 cm1041cm1處有3個SO鍵的吸收峰，顏秀茹等人[63]認為SO鍵的反對稱伸縮振動吸收峰應在1200 cm1以下，螯合雙配位吸收的最高SO反對稱振動吸收峰應在1200 cm1以上。故1213cm1136 cm1041cm1吸收峰可歸屬于SO42在TiO2表面的螯合雙配位吸附。3430cm1和1630cm1左右的兩個吸收峰同時存在于兩條吸收曲線中，分別是OH的伸縮振動和彎曲振動吸收峰。 TiO2和SO42/TiO2的IR圖 經(jīng)實驗可看出加入對硝基甲苯和對硝基氯苯的苯溶液的樣品均變?yōu)辄S色。所以，固體超強酸SO42/TiO2的酸度H0。 合成固體超強酸SO42/TiO2影響因素的正交實驗研究在本實驗中，先采用正交實驗的方法確定各個因素的影響大小。大量文獻資料表明影響SO42/TiO2催化劑催化活性的主要因素有：焙燒溫度，浸液濃度和焙燒時間。以下通過三因素三水平的正交試驗來考察哪個因素影響最大。正交試驗表L9（33）：因素試驗號焙燒溫度(℃)浸液濃度(mol/L)焙燒時間（h）降解率%A B C11 (450)1 ()1 (3)21 (450)2 ()2 (4)31 (450)3 ()3 (5)42 (500)1 ()2 (4)52 (500)2 ()3 (5)62 (500)3 ()1 (3)73 (550)1 ()3 (5)83 (550)2 ()1 (3)93 (550)3 ()2 (4)ⅠⅡⅢR由正交實驗的極差R分析知，影響因素的大小順序為：ACB，即體系焙燒溫度焙燒時間浸液濃度。正交實驗的最佳條件為：A2B1C3，即焙燒溫度500℃、焙燒時間5h、。從實驗的結(jié)果看影響SO42/TiO2催化劑催化活性的主要因素為焙燒溫度。焙燒溫度過高時, 催化劑的含硫量和比表面積減少, 導致活性下降；而焙燒溫度太低時, 則得不到超強酸, 所以一般是在500℃左右, 即接近于表面超強酸中心分解的溫度下進行, 可制得高活性固體超強酸催化劑. 100mg/L直接大紅染料溶液的配制 ，置于200ml燒杯中，用蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)入1L容量瓶中稀釋至刻度，靜止，轉(zhuǎn)入試劑瓶中備用。 直接大紅染料溶液的吸收曲線和標準曲線的繪制（1）直接大紅染料溶液最大吸收波長的確定用吸量管分別吸取100mg/L的直接大紅染料溶液0，5，10，15，20，25，30，35，50ml于9只50ml的比色管中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，配成濃度分別為0，10，20，30，40，50，60，70，100mg/L的溶液。取任意一種溶液（如100mg/L）于分光光度計上用1cm比色皿，在470—540nm 間，每隔10nm測定一次吸光度，以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制吸收曲線，：：直接大紅染料溶液的吸收曲線的繪制波長λ(nm)470480490500510520530540吸光度(A)： 直接大紅染料溶液的吸收曲線 處吸光度最大，故選510nm為直接大紅染料溶液的測定波長。（2）直接大紅染料溶液的標準曲線的繪制 在波長為510nm處，以蒸餾水為參比液，測定比色管中各溶液的吸光度值A。以直接大紅染料溶液的濃度(mg/l)為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標，繪制標準曲線，：：直接大紅染料溶液的標準曲線的繪制染料溶液濃度(mg/L) 010203040506070100吸光度(A)0：直接大紅染料溶液的標準曲線，直接大紅染料溶液濃度與吸光度呈線形關系，所以二者關系可以用公式：A=。由于脫色率=（C0C）/C0,而A=,所以脫色率=(A0A)/A0，其中C0為染料溶液初始濃度（mg/l），C為染料溶液光解后的濃度（mg/l），A0顏料溶液初始吸光度，A 為染料溶液光解后吸光度。因此以下實驗中直接大紅染料溶液脫色率可用公式：脫色率=(A0A)/A0 來計算。 取50ml 100mg/L水樣，置于反應器內(nèi)燒杯中，實驗條件如下：A：水樣 B：水樣+ TiO2 C:水樣+ SO42/TiO2 D：水樣+紫外光 E：水樣+紫外光+ TiO2 F：水樣+紫外光+ SO42/TiO2反應2h，：：不同實驗條件下直接大紅染料溶液脫色率實驗條件ABCDEF脫色率 (%) ，實驗條件F為最佳反應條件。 （1）反應時間的影響取50ml100mg/L的直接大紅染料溶液置于燒杯中，反應2h，隔30min取一次樣，：：反應時間對染料脫色率的影響反應時間(h)123脫色率(％)CODCr去除率（％）02040608010001234反應時間(h)系列1脫色率系列2CODCr去除率系列1系列2：反應時間對染料脫色率的影響 ，在反應2h后，脫色率雖然仍在增大，但變化并不的是很大。在對實驗結(jié)果要求不是很高的條件下，反應2h便可以達到很好的脫色效果。CODCr去除率在2h后就不再發(fā)生變化，可能是由于SO42/TiO2把其中的某些有機物已經(jīng)去除，而剩余的有機物無法被SO42/TiO2去除。 （2）催化劑投加量的影響各取50 ml 100mg/L的直接大紅染料溶液置于反應器內(nèi)6個燒杯中，在相同條件下投加不同量催化劑，反應2h，：：催化劑投加量對染料脫色率的影響催化劑投加量(g)脫色率(%)CODCr去除率（％）0204060801001200催化劑投加量(g)系列1脫色率系列2CODCr去除率系列1系列2：催化劑投加量對染料脫色率的影響由實驗現(xiàn)象可看出，隨著催化劑投加量的增加，反應后水樣顏色越淡，脫色效果越來越好。，此后再添加催化劑脫色率無太大變化。，可能是由于SO42/TiO2把其中的某些有機物已經(jīng)去除，而剩余的有機物無法被SO42/TiO2去除，即使再添加SO42/TiO2也不能提高CODCr去除率。（3）水樣初始濃度對染料脫色率的影響 ，取濃度分別為40，60，80，100，120，140mg/L的直接大紅顏料溶液50ml至于燒杯中，光距相等，反應時間為2h，：：水樣初始濃度對染料脫色率的影響水樣初始濃度(g/L)脫色率(%)：水樣初始濃度對染料脫色率的影響，水樣初始濃度取40100mg/L之內(nèi)，脫色率變化并不是很大，而在100mg/L之后，脫色率急劇下降。所以為了最大可能的滿足廢水處理濃度，而處理效果要好，所以選取廢水濃度為100mg/L。（4）水樣處理量對染料脫色率的影響，取濃度為100mg/L直接大紅染料溶液體積分別40，60，80，100，120，140ml至于燒杯中，光距相等，反應時間為2h，：: 水樣處理量對染料脫色率的影響水處理量(ml)406080100120140脫色率(%)：水樣處理量對染料脫色率的影響，水樣處理量在4060ml之間，催化劑對水樣的脫色效果相差不大，而在60ml以后脫色率突然降低。，為了保證處理效果，處理的水量應選在4060ml之間，本實驗中水樣處理量選為50ml。（5）光強對染料脫色率的影響，取水樣濃度100mg/L的直接大紅染料溶液50ml至于燒杯中，反應時間為2h，調(diào)整反應液面到燈管的距離，通過改變光距而改變光強。：：光強對染料脫色率的影響光距(cm)脫色率(%)：光強對染料脫色率的影響，光強越強，光催化反應速率越高，因為光強增加意味著單位時間內(nèi)可利用光子數(shù)目的增加，因而OH自由基的濃度增加，光解加快。但光強增加導致耗電量增加，經(jīng)濟上不一定合理。所以在本試驗中選取原始光距。（6）水樣初始pH對染料脫色率的影響，取水樣濃度100mg/L的直接大紅染料溶液50ml至于燒杯中，調(diào)節(jié)水樣pH為2，4，6，8，10，12反應時間2h，： ：水樣初始pH對染料脫色率的影響水樣pH24681012脫色率(%)：水樣初始pH對染料脫色率的影響 ，水樣脫色率受pH影響變化較大。在pH=6左右水樣脫色率較好。由實驗現(xiàn)象可看出，pH=12時直接大紅染料從水樣中分離出來，靜沉一段時間后水樣顏色極淡，比色管底部有一層直接大紅顏料。這可能由于堿性越大，直接大紅染料溶液在水中溶解度越小，或許，這就是在堿性條件下水樣的初始吸光度較小的原因之一。，所以不必調(diào)節(jié)pH值。(1)添加微量H2O2對染料溶液脫色率的影響在水樣中加入微量H2O2，（H2O2+UV），和在相同條件下不添加H2O2（UV）及雖添加H2O2但不在紫外燈下照射（H2O2）作對比，：：添加微量H2O2對染料溶液脫色率的影響條件H2O2+UVUVH2O2脫色率，這主要是因為H2O2是強氧化劑，可以直接氧化一部分染料溶液，同時H2O2還是電子的有效接受體，減少了TiO2表面光生電子與光生空穴的復合率。此外H2O2在紫外燈照射下還可生成具有強氧化能力OH,因而