TiO2光催化氧化降解苯酚的研究.pdf

《TiO2光催化氧化降解苯酚的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、进展第11卷第l0期38A．DVA．NCE。SINFINEPETROCHEMICALSTiO2光催化氧化降解苯酚的研究李娜李国德郑治国张阳武士威辛士刚乔迎昕(1．沈阳师范大学实验中心，沈阳110034；2．沈阳师范大学教务处，沈阳110034；3．沈阳师范大学化学与生命科学学院，沈阳110034；4．北票市环境保护局，朝阳122100)摘要以Tio2为光催化剂，在紫外光照射下降解处理低浓度苯酚模拟废水，并以紫外一可见分光光度法作为分析手段，考察了Tj02光催化剂浓度对苯酚降解过程的影响。结果表明，当苯酚浓度为4omg／L时，TiO：光催化剂的最佳浓度为1．0L，此时苯酚去除率较高，

2、达23．49％。同时对降解动力学的研究表明，苯酚的光催化降解过程符合一级反应动力学模式。关键词光催化苯酚二氧化钛降解近几十年，光催化技术得到快速发展[1，2】，有换冷却水浴以控制体系温度)。然后在固定时间望发展成为直接利用太阳光和空气中的氧降解有取水样，经离心分离后用紫外一可见分光光度计毒有害污染物的一项绿色污染治理新技术】。分析水质。实验结束后，在原水容器中加入清水TiO：具有光催化活性高、化学性质稳定、无毒无并打开循环系统对反应器进行彻底清洗。需要注臭以及成本低廉等优势，是最具发展潜力且研究意的是，本实验所用容器应避光，实验过程中所取得最多的光催化剂【4】。水样也应避光放置以待

3、测定。1光催化反应设备表1装置技术参数用于测定催化剂性质及光催化反应动力学的波长／电压／功率／泵功率／泵电压／体积／装置如图1所示。实验设备技术参数如表1amVWWV一、L所示。253．522020370220自吸式由下至1-_52结果与讨论实验选用锐钛型TiO：作为光催化剂，苯酚浓紫度约为40mg／L，TiO光催化剂的质量浓度分别为0，0．1，0．2，0．4，0．5，1．0，2．0，3．0，4．0和5．0g／L，考察苯酚在不同催化剂浓度条件下的光催化降解趋势。2．1苯酚基本降解规律苯酚浓度在光催化降解过程中的变化如图2所示。加入TiO光催化剂后，苯酚浓度迅速降图1光催化氧化反应装

4、置低，其降解速率相对较大；随着降解反应的继续进实验过程中，在容器中配置模拟废水(废水行，曲线逐渐变得平缓，苯酚浓度的下降趋势趋体积必须大于照射反应管的有效容积)，加人光缓，其降解速率变慢；反应末期曲线基本保持水催化剂TiO：以及辅助催化剂HO，搅拌均匀使平，苯酚浓度基本不变，此时光催化降解反应基本TiO：粉末处于悬浮状态。打开控制器面板上的结束，苯酚的去除量达到最大值。电源及循环泵开关，并调节转子流量计，使模拟废水以一定的流速在紫外光处理器与反应容器之间收稿日期：2010—06—07。循环。一段时间后打开紫外灯开关，对废水中的作者简介：李娜，实验师，从事废弃物资源化方向研究。基金项

5、目：国家自然科学基金(20706038)；省自然基金有机物进行紫外光催化降解(反应过程中需要更(201022o6)。2010年lO月李娜等．TiO光催化氧化降解苯酚的研究39__1．、越将一口一0．1g，L△一0．2tel渐增大，苯酚光催化降解的反应速率逐渐增大；当＼L如●m●o铝+广b●卜0，一L●一北二—O—口——0．4~／L二—0．5s／LTiO：投加浓度为1．0g／L时，其降解速率最快，一级反应速率常数值最大(0．00206min)；其后＼＼等随着催化剂浓度的增大，一级反应速率常数减小，反应速率变慢。表3不同TiO：浓度对应的动力学参数～图2加入不同浓度rI'io：时苯酚的

6、降解趋势2．2o：浓度对苯酚降解率的影响根据实验结果计算苯酚的降解率，结果如表2所示。TiO的浓度对苯酚降解率的影响很大。苯酚的降解率首先随催化剂浓度增加而持续增大，当TiO：投加浓度由0增至1．0L时，苯酚的降解率由5．28％上升至23．49％；但此后继续提这说明适当添加TiO光催化剂能产生更多高二氧化钛光催化剂投加浓度时，苯酚的去除率的活性物种，加快反应速度，当二氧化钛光催化剂反而逐渐减小，当TiO光催化剂浓度为5．0g／L加量过小时，有效光子不能被完全转化为化学能，时，降解率降为6．69％。而当TiO光催化剂投加量过大时，会造成光散表2不同TiO：浓度对应的降解率射，降低光反

7、应速率。在本实验中TiO：光催化剂Ti02浓度／g·L降解率，％TiO2浓度／g·L降解率，％的最佳浓度为1．0g／L。O5．281．O23．493结论O．16．552．O16．040．27．223．O9．51TiO光催化剂的用量对苯酚的光催化降解0．4l0．884．O8．46过程影响很大，而且存在一个最佳浓度值。由实O．5l1．365．06．69验可知当二氧化钛浓度为1．0g／L时，苯酚的降解速率最快，而且经过180rain二氧化钛光催化2．3．rio：浓度对苯酚降