C掺杂纳米硅藻土@TiO₂催化剂吸附-光催化降解油田废水

王薇¹，刘竟成^1,2，霍旺晨³，王均^1,2，王芊卉¹

1. 重庆科技学院石油与天然气工程学院2. 复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室3. 重庆大学材料与工程学院

摘 要：硅藻土@TiO₂复合材料已被证明对液态和气态的有机污染物如染料、甲醛等具有较高的吸附能力、光催化活性和重复使用性,而C掺杂则能够调控TiO₂的能带结构并拓展其吸收范围至可见光区域。本研究以四氟化钛为前驱体,采用简单的水热合成法制备了硅藻土@TiO₂复合材料,并以葡萄糖为碳源,通过焙烧的方法得到C掺杂硅藻土@TiO₂光催化剂,探索了C掺杂纳米硅藻土@TiO₂在可见光下对油田废水中有机污染物的去除效果。研究表明,C的掺杂并未使硅藻土@TiO₂的形貌发生改变,产物保持了丰富的孔隙结构,TiO₂颗粒较为均匀地负载在硅藻土上;同时,紫外-可见光谱证实了C掺杂使得材料的禁带宽度明显减小。根据吸附-光催化测试结果,C掺杂量为20%、焙烧时间为3 h的光催化剂样品,在吸附20 min+光照射75 min后可使油田废水的COD降低82.59%,其去除污染物效果显著优于纯硅藻土@TiO₂。

关键词：碳掺杂;纳米硅藻土@TiO₂;吸附;可见光催化;油田废水;化学需氧量（COD）;带隙调控;