粉煤灰基沸石-TiO2复合催化剂的合成及性能

薛海月，王连勇，刘向宇，等.粉煤灰基沸石-TiO2复合催化剂的合成及性能［J］.洁净煤技术，2022,28(5):125-133. XUE Haiyue,WANG Lianyong,LIU Xiangyu,et al.Synthesis and properties of zeolite-TiO2 photocatalyst based on fly ash ［J］.Clean Coal Technology，2022,28(5):125-133.

粉煤灰作为一种固体废弃物，具有成本低廉、来源广泛等优点，可被广泛用于制备沸石的催化剂载体，实现其高值化利用的同时保护生态环境。以固体废弃物粉煤灰为原料制备了X型沸石-TiO2复合光催化剂，在合成沸石的过程中成功负载TiO2，相较于合成沸石后再进行负载的方式，节约制备成本。采用4因素4水平正交试验，以TiO2与粉煤灰的质量比、粉煤灰与氢氧化钠的质量比、粉煤灰与超纯水的质量比、晶化时间为影响因素，以亚甲基蓝去除率为目标函数探索了催化剂最佳制备条件，并对最佳催化剂进行了XRF、XRD、FTIR、SEM表征分析。试验结果表明，当m1/m2为1.0∶2.9、m3/m2为1.5∶1.0、灰水质量比为1∶10、晶化时间为24 h时（其中，m1、m2、m3分别为TiO2、粉煤灰和NaOH的质量），催化剂性能最佳。配制质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝模拟废液，添加该组条件下的催化剂0.25 g/L，30 ℃条件下反应1 h，在黑暗及紫外光照射条件下，亚甲基蓝去除率分别为42.47%和98.15%，说明该方法合成的X型沸石-TiO2复合光催化剂对印染废水中的染料分子处理效果好，且粉煤灰属于火电厂废弃物，在低成本条件下制备了较理想的催化剂材料，实现以废制废。

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