纳米SnO2光催化剂的制备及其在养殖废水处理中的应用.pdf

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1、第33卷第2期2015年6月海洋学研究JoURNALoFMARINESCIENCESV01．33No．2Jun．，2015金晓杰，于晓彩，吴云英，等．纳米SnOz光催化剂的制备及其在养殖废水处理中的应用[J]．海洋学研究，2015，33(2)：6469，doi10．3969／j．issn．1001—909X．2015．02．009．JINXiao—jie，YUXiao—cai，WUYun—ying，eta1．Preparationofnano—Sn02photocatalystanditsphotocatalyticoxidationapplicationinaquaculture

2、wastewater[J]．JournalofMarineSciences，2015，33(2)：64—69，doi：10．3969／j．issn．1001—909X．2015．02．009纳米Sn02光催化剂的制备及其在养殖废水处理中的应用金晓杰，于晓彩”，吴云英，尚晓琳，尹丹妮，薛冠华(大连海洋大学海洋科技与环境学院，辽宁大连116023)摘要：以五水合四氯化锡为原料，采用化学沉淀法制备了纳米SnO。光催化剂，采用电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物象和形貌等进行了表征，对比分析了自制纳米snO。对于养殖废水中氨氮的光催化降解情况。研究结果表明催化剂投加量、废水中氨氮初始质量

3、浓度、溶液pH值和H。O：质量浓度均是影响氨氮催化氧化去除效果的重要因素。通过正交实验确定了SnO。光催化剂氧化的优化反应条件：SnO。投加量为1．2g／L，氨氮初始质量浓度为40mg／L，pH值为8．0，H。0。质量浓度为1．0g／L，催化时间为2h时，去除率可达72％。关键词：水产养殖废水；纳米SnO。；光催化氧化；氨氮中图分类号：0643；X703文献标识码：A文章编号：1001-909X(2015)02—0064—06Doi：10．3969／j．issn．1001—909X．2015．02．009O引言随着经济的不断发展，人们对水产品的需求H益增长，在捕捞量不能满足市场需求

4、的情况下，水产养殖业得以迅速发展，同时也带来了相应的环境问题。粗放型经营、资源依赖型水产养殖方式导致的生态失衡、环境恶化、资源萎缩的状况在国内外已十分严重。大量养殖废水的排放给周边环境造成了巨大的影响，养殖水域的水质下降，造成渔业经济损失巨大[1]。光催化是纳米半导体颗粒材料独特的性能之一。当半导体氧化物(如SnO。)纳米颗粒受到大于禁带宽度能量的光子照射后，会产生电子／空穴对。电子具有还原性，空穴具有氧化性，在催化反应中，一般与表面吸附的H。O和O：反应生成·OH和超氧离子Of，从而能够把许多难降解的有机物氧化为无毒副作用的CO。和H。O等无机物。光催化技术和其他污染物治理方法相

5、比，不需通过再次处理，而且可以再生和循环利用。半导体材料的光催化技术在环境治理领域得到了广泛的研究与应用[2。3]。Sn0：是一种重要的宽带隙N型半导体金属氧化物，在光学、电学、催化、气敏、压敏、湿敏等方面均有优异性能，由于其具有大比表面积和高表面活性，以及特殊的晶体结构、表面特性和吸附特性，使其催化活性和选择性与传统催化剂相比表现出独特的性质¨。5]，因而获得了很大的重视和广泛深入的研究。本文采用化学沉淀法制备了Sn0：纳米粒子，通过X光衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征，研究了SnO。纳米粒子光催化实验中，各收稿日期：2014—11-06修回日期：2015-

6、03—17基金项目：国家海洋公益性行业科研专项经费项目资助(20130500)；辽宁省科技厅工业企业科技特派员项目资助(20130106)；辽宁省海洋与渔业厅科研项目资助(2011024)作者简介：金晓杰(1989一)，女，河北张家口市人，主要从事海水光催化净化方面的研究。E—mail：1271085337@qq．corn*通讯作者：于晓彩(1964)，女，教授，主要从事污染控制化学的教学与研究。E—mail：xiaocyu@dlou．edu．cn金晓杰等：纳米SnOz光催化剂的制备及其在养殖废水处理中的应用·65·单因素，如SnO。催化剂投加量、废水中氨氮初始质量浓度、溶液pH值

7、和H。O。质量浓度对降解废水中氨氮效果的影响。通过五因素四水平正交实验确定了SnO。催化氧化的优化反应条件。1材料与方法1．1试剂与仪器试剂：五水合四氯化锡(SnCl。·5H。O)，氯化铵，氨水，硝酸铵，硝酸银，过氧化氢，盐酸，氢氧化钠，硫酸铵，柠檬酸钠，苯酚，次氯酸钠。仪器：马弗炉，磁力搅拌器，恒温水浴箱，Quanta200FEG场发射环境扫描电子显微镜，D／MAX一2500X射线衍射仪紫外灯，752型紫外分光光度计。1．2方法1．2．1Sn02催化剂的制备以五水合