TiO 光催化氧化降解二甲酚橙的研究①

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1、第３５卷第２期矿冶工程Ｖｏｌ．３５№２２０１５年０４月ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡｐｒｉｌ２０１５ＴｉＯ光催化氧化降解二甲酚橙的研究①２张一兵，李兴荣（上饶师范学院化学化工学院，江西上饶３３４００１）摘要：在可见光（４０Ｗ白炽灯）照射下，以自制的掺Ｆｅ（Ⅲ）锐钛型ＴｉＯ即Ａ⁃ＴｉＯ对二甲酚橙进行催化降解，分析了二甲酚橙初始２２浓度、掺Ｆｅ（Ⅲ）Ａ⁃ＴｉＯ量、掺Ｆｅ（Ⅲ）量、光照时间和溶液初始ｐＨ值等因素的影响。结果表明：在１５ｍｇ／Ｌ的二甲酚橙溶液（ｐＨ＝６）２中，加入掺Ｆｅ（Ⅲ）８％的自制Ａ⁃ＴｉＯ粉末，使其用量为１．０ｇ／Ｌ，室

2、温下可见光照反应４ｈ，二甲酚橙降解率达到８２．３８％。２关键词：ＴｉＯ；二甲酚橙；掺Ｆｅ（Ⅲ）Ａ⁃ＴｉＯ；可见光；光催化；降解２２中图分类号：Ｘ１３１．２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１５．０２．０３３文章编号：０２５３－６０９９（２０１５）０２－０１３２－０３ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＸｙｌｅｎｏｌＯｒａｎｇｅｂｙＴｉＯＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ２ＺＨＡＮＧＹｉ⁃ｂｉｎｇ，ＬＩＸｉｎｇ⁃ｒｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｒａｏＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

3、，Ｓｈａｎｇｒａｏ３３４００１，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｘｙｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅｗａｓｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙａｓ⁃ｐｒｅｐａｒｅｄｉｒｏｎ⁃ｄｏｐｉｎｇａｎａｔａｓｅＴｉＯ（Ａ⁃ＴｉＯ）ｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ２２（４０Ｗｆｉｌａｍｅｎｔｌａｍｐ）．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｉｔｉａｌｘｙｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，Ｆｅ（Ⅲ）⁃ｄｏｐｉｎｇＡ⁃ＴｉＯｄｏｓａｇｅ，Ｆｅ（Ⅲ）２ｄｏｐｉｎｇａｍｏｕｎｔ，ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｉｎｉｔｉａｌｐＨｖａｌｕｅｏｎｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｘｙ

4、ｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｘｙｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅｉｓ８２．３８％ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｘｙｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ１５ｍｇ／Ｌ（ｐＨ＝６），Ｆｅ（Ⅲ）⁃ｄｏｐｉｎｇＡ⁃ＴｉＯｄｏｓａｇｅｏｆ１．０ｇ／Ｌ，Ｆｅ（Ⅲ）ｄｏｐｉｎｇａｍｏｕｎｔｏｆ８％ａｎｄｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ２４ｈｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｉＯ；ｘｙｌｅｎｏｌｏｒａｎｇｅ；Ｆ

5、ｅ（Ⅲ）⁃ｄｏｐｉｎｇＡ⁃ＴｉＯ；ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ２２［１－１０］二甲酚橙属于三苯甲烷类有机物。三苯甲烷类化点。本文采用水热法制备的掺Ｆｅ（Ⅲ）Ａ⁃ＴｉＯ光２合物是应用广泛的有机染料，由其造成的污染具有高催化剂对二甲酚橙进行光催化氧化降解，研究了二甲残留、高毒素和致畸、致癌、致突变等危害性。这类有酚橙初始浓度、掺Ｆｅ（Ⅲ）Ａ⁃ＴｉＯ量、掺Ｆｅ（Ⅲ）量、光２机物结构复杂，性能稳定，传统方法难以降解。光催化照时间和溶液初始ｐＨ值等因素的影响。氧化降解有机污染物具有设备简单、操作简便易控、氧１实验部分化能力强、无二次

6、污染等特点，日益受到人们的重［１－１４］视。ＴｉＯ因其无毒、价廉、操作简便、氧化效率１．１主要仪器与药品２高，在一般条件下能将有机污染物氧化为水和ＣＯ等高压釜（２４０℃，ＲＤ－１００型，中国石油化工科学２对环境无害的小分子等优点，成为光催化降解技术的研究院）；Ｘ⁃射线衍射仪（ＸＲＤ，Ｄｍａｘ／２５００，Ｒｉｇａｋｕ，［３－５］首选氧化剂。ＴｉＯ存在金红石型、锐钛型和板钛Ｊａｐａｎ）；电热恒温干燥箱（ＧＺＸ－ＤＨ－４０Ｘ４５－４０９０６８９，２矿型等３种晶型，其中以锐钛型即Ａ⁃ＴｉＯ光催化活性上海跃进医疗器械厂）；７２２⁃可见分光光度计２最好。然而ＴｉＯ的禁带能级较高（Ｅ＝

7、３．２ｅＶ），价带（２Ｃ５０５０３００６，上海欣茂仪器有限公司）；电子天平２ｇ上的电子只能被波长低于３８７ｎｍ的紫外光（不足阳（ＡＬ１０４，ＭＥＴＴＬＥＲ－ＴＯＬＥＤＯ仪器（上海）有限公司）；光５％）激发到导带上而成为光生电子，即它利用太阳ＰＨＳ－３Ｃ酸度计（９０５，上海伟业仪器厂）。光的效率很低。掺杂有助于提高ＴｉＯ对可见光的吸二甲酚橙（分析纯，中国上海公私合营新中化学２收，故成为光催化氧化有机污染物技术的研究热厂）；硫酸氧钛（化学纯，ＳＣＲＣ国药集团化学试剂有限①收稿日期：２０１４－１１－２２基金项目：教育部第四批高等学校