当前水污染问题是一项非常复杂的系统工程,其中,农药废水是水污染治理的具有挑战性的课题之一,用于水处理的新材料和新技术的开发成为研究者们关注的焦点。光催化氧化技术作为一种新型的环境友好的技术,在农药废水处理领域具有良好的发展前景。光催化氧化技术降解农药的关键在于光催化剂的选择以及催化剂的结构和性能。Ti02纳米材料因其氧化能力强、化学稳定性和热稳定性良好、且不会造成二次污染,从而成为该领域的金牌催化材料。为此,本文以廉价且资源丰富的钛铁矿为原料,通过一系列单因素实验制得Ti02催化剂,得到了优化的制备条件。为了改善纯Ti02催化剂分散性差和比表面积小等不足,将其负载到SBA-15分子筛上,从而提高催化剂比表面积。同时以农药乐果为目标降解物,考察这两种催化剂的光催化性能,研究其相互关系和影响规律。1.以四川攀枝花钛铁矿为原料,采用液相法硫酸酸解钛铁矿制得TiOSO4溶液,然后TiOSO4经过水解制得不同晶型、不同形貌和不同颗粒大小的纳米TiO2。深入考察了酸解过程中硫酸摩尔体积、反应时间、反应温度和硫酸浓度对钛铁矿酸解率的影响和还原剂铁粉的用量,并探讨了水解过程中不同水解条件对产物结晶度、形貌、产率的影响以及不同煅烧温度对Ti02晶型和粒径的影响。结果表明,当硫酸浓度为13.5 mol·L-1,硫酸摩尔体积为0.32 mol,反应时间为120 min,反应温度为160℃时,钛铁矿酸解率高达95.21%,所得的钛液中Ti4+浓度为121 g.L-1,钛液稳定性良好。在不同水解条件下制得不同形貌的TiO2产物,最高产率达到92.18%。在600℃-950℃温度范围下煅烧得到不同晶型(锐钛矿型、金红石型、锐钛矿-金红石混晶型)和不同颗粒大小的纳米TiO2(40 nm-60 nm),TiO2产物纯度高于99%。2.用前期制得的TiOSO4溶液作为前驱体和自制的SBA-15介孔分子筛作为载体,通过后合成水解法制备了含有不同TiO2负载量的TiO2/SBA-15催化剂。在模拟太阳光下,考察了催化剂煅烧温度、溶液初始pH值、催化剂用量、不同TiO2负载量和不同反应温度对乐果降解的光催化活性的影响,并对所制得的TiO2/SBA-15催化剂的稳定性进行研究。此外,对光催化过程中产生的中间产物和光催化动力学规律也进行了分析。研究结果表明,负载后的催化剂仍能保持SBA-15介孔分子筛稳定有序的二维六方孔结构,且比表面积大,克服了常用光催化剂因比表面积小而导致光催化效率低的缺点。26%TiO2/SBA-15催化剂的比表面积为386m2·g-1,它对农药乐果的光催化活性最高,在7小时内乐果可完全降解,该催化剂比纯TiO2催化性能高约62%,且其稳定性良好,使用4个循环后催化性能没有明显降低。分析结果表明,光催化降解农药乐果的反应是一级反应。