专利名称：Bi/TiO<sub>2</sub>纳米管阵列对制糖废水的光催化降解的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Bi/Ti02纳米管阵列对制糖废水的光催化降解的应
用。
背景技术：
制糖业在我国所有行业中占有十分重要的地位，因此每年都有大量的废水排放到江河中，由于制糖废水中有机物浓度、COD和BOD都较高，并且在实际生产中COD浓度和BOD浓度不易控制，以至造成河流严重污染，甚至地下水遭到污染，严重危害了人们的身体健康。目前我国多数糖厂一般采用好氧法，例如生物接触氧化法、活性污泥法、氧化沟法等等，但好氧法具有能源消耗大、水力负荷小、生物膜易脱落等缺点。也有采用厌氧法，虽然在 好氧法的基础上有所提高，但该方法存在工艺复杂、处理周期长等不足。而纳米二氧化钛具有较高的化学活性、比表面积大、成本低廉、无毒、稳定性高等优点，因此，被广泛应用于废水处理中。二氧化钛纳米管阵列比纳米二氧化钛粉末具有更大的比表面积，且制备工艺简单、条件易控制、不产生二次污染。所以，二氧化钛纳米管阵列在废水处理方面具有更强的优势。但由于纳米TiO2具有较宽的禁带宽度(约3. 2eV)，因此只在λ < 380nm的紫外光区具有光催化活性，且光生电子一空穴易复合导致光催化性能不高。而金属离子的掺杂可以捕获光生电子及空穴，降低复合速率，提高了量子效率，因此纳米TiO2的光催化性能得到显著提高。利用电化学沉积法制备的Bi/Ti02纳米管阵列并成功应用于光催化降解制糖废水的研究未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种Bi/Ti02纳米管阵列对制糖废水的光催化降解的应用。本发明的具体步骤
(O以钛片为基底利用阳极氧化法在其表面制备出TiO2纳米管阵列，然后将其从电解液中取出，用大量的去离子水冲洗；待其自然干燥后放入马弗炉中，在500°c下煅烧2小时，冷却至室温得TiO2纳米管阵列；
(2)将步骤(I)制得的TiO2纳米管阵列为阴极，钼丝为阳极，放入由O. 04gBi (NO3)3和
O.28mol/LHN03组成的电解液中，在2. 2V电压下沉积4分钟，然后用去离子水冲洗其表面，自然晾干后得到Bi/Ti02纳米管阵列。(3)将Bi/Ti02纳米管阵列放入制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到
12.4 13. 2，经紫外灯(λ =253. 7nm)照射25 30小时，实现对制糖废水的光催化降解的应用。本发明与其它相关技术相比，最显著的特点是Bi/Ti02纳米管阵列制备工艺简便、无污染，并且成功地应用于光催化降解制糖废水，从而大大提高了处理制糖废水的效率，降低了相关成本及处理时间。具体实验方法实施例I:
采用尺寸为IcmX 5cmX Icm的钛片作为基底利用阳极氧化法在其表面制备出均勻有序的TiO2纳米管阵列；将其冲洗、晾干后放入马弗炉中，在500°C下煅烧2小时，冷却至室温取出。将所得TiO2纳米管阵列为阴极，钼丝为阳极，放入由O. 04gBi (NO3)3和O. 28mol/LHNOdi成的电解液中，在2. 2V电压下沉积4分钟，然后用去离子水冲洗其表面，自然晾干后得到Bi/Ti02纳米管阵列；将其放入25mL制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到12. 4，经紫外灯(λ =253. 7nm)照射25小时，COD降解率达到81. 7% ;光照30小时，COD降解率达到86. 15%。实施例2
采用尺寸为IcmX 5cmX Icm的钛片作为基底利用阳极氧化法在其表面制备出均勻有序的TiO2纳米管阵列；将其冲洗、晾干后放入马弗炉中，在500°C下煅烧2小时，冷却至室 温取出。将所得TiO2纳米管阵列为阴极，钼丝为阳极，放入由O. 04gBi (NO3)3和O. 28mol/LHNOdi成的电解液中，在2. 2V电压下沉积4分钟，然后用去离子水冲洗其表面，自然晾干后得到Bi/Ti02纳米管阵列；将其放入25mL制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到
12.8，经紫外灯(λ =253. 7nm)照射25小时，COD降解率达到82. 26%。光照30小时，COD降解率达到87. 28%ο实施例3
采用尺寸为IcmX 5cmX Icm的钛片作为基底,利用阳极氧化法在其表面制备出均勻有序的TiO2纳米管阵列。将其冲洗、晾干后放入马弗炉中，在500°C下煅烧2小时，冷却至室温取出；将所得TiO2纳米管阵列为阴极，钼丝为阳极，放入由O. (MgBi(NO3)3和O. 28mol/LHNO3组成的电解液中，在2. 2V电压下沉积4min，然后用去离子水冲洗其表面，自然晾干后得到Bi/Ti02纳米管阵列。将其放入25mL制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到
13.2，经紫外灯(λ =253. 7nm)照射25小时，COD降解率达到84. 96%。光照30小时，COD降解率达到90. 98%ο
权利要求
1. 一种Bi/Ti02纳米管阵列对制糖废水的光催化降解的应用，其特征在于将Bi/Ti02纳米管阵列放入制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到12. 4 13. 2，经波长为`253. 7nm紫外灯照射25 30小时，实现对制糖废水的光催化降解的应用； 所述Bi/Ti02纳米管阵列的制备方法步骤为 (O以钛 片为基底利用阳极氧化法在其表面制备出TiO2纳米管阵列，然后将其从电解液中取出，用大量的去离子水冲洗；待其自然干燥后放入马弗炉中，在500°C下煅烧2小时，冷却至室温得TiO2纳米管阵列； (2)将步骤(I)制得的TiO2纳米管阵列为阴极，钼丝为阳极，放入由O. 04g Bi (NO3)3和`O.28mol/L HNO3组成的电解液中，在2. 2V电压下沉积4分钟，然后用去离子水冲洗其表面，自然晾干后得到Bi/Ti02纳米管阵列。
全文摘要
本发明公开了一种Bi/TiO2纳米管阵列对制糖废水的光催化降解的应用。以钛片为基底制备出TiO2纳米管阵列，冲洗，干燥后，在500℃下煅烧2小时，冷却至室温得TiO2纳米管阵列；将制得的TiO2纳米管阵列为阴极，铂丝为阳极，放入由0.04gBi(NO3)3和0.28mol/LHNO3组成的电解液中，在2.2V电压下沉积4分钟，用去离子水冲洗，晾干后得到Bi/TiO2纳米管阵列。将Bi/TiO2纳米管阵列放入制糖废水中，用NaOH溶液将废水的pH值调节到12.4～13.2，经紫外灯(λ=253.7nm)照射25～30小时，实现对制糖废水的光催化降解的应用。本发明制备工艺简便、无污染，并且成功地应用于光催化降解制糖废水，提高了处理制糖废水的效率，降低了相关成本及处理时间。
文档编号B01J23/18GK102826630SQ201210329598
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月9日 优先权日2012年9月9日
发明者钟福新, 张忠铭, 莫德清, 王丹宇, 孟志鹏 申请人:桂林理工大学