负载TiO2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水

负载TiO2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水彭书传1，谢晶晶1，庆承松1，陈天虎1，徐惠芳2，陈菊霞1，袁君1(1.合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥230009；2.Wisconsin大学地质与地球物理系，MadisonWI53706,美国)摘要:以凹凸棒石粉末负载TiO2为催化剂对染料废水进行光催化氧化实验，研究了催化剂的投加量、光照时间以及起始浓度对酸性品红染料废水光降解作用的影响。结果表明：负载TiO2凹凸棒石催化剂与纯TiO2粉末相比具有更高的光催化活性，负载催化剂投加量在0.25g/L时，光催化效果最好。催化反应在很短时间内即能达到较高的去除率，3h后的平均去除率均可达95%。关键词：凹凸棒石；光催化；吸附；酸性品红；染料废水中图分类号：P579文献标识码：A文章编号：0454–5648(2006)10–1208–05PHOTOCATALYSISOXIDATIONPROCESSOFACIDFUCHSINEDYESTUFFWASTEWATERBYTITANIACOATEDPALYGORSKITEPENGShuchuan1,XIEJingjing1,QINGChengsong1,CHENTianhu1,XUHuifang2,CHENJuxia1,YUANJun1(1.SchoolofNaturalResourceandEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.DepartmentofGeologyandGeophysics,UniversityofWisconsin,MadisonWI53706,USA)Abstract:PhotocatalysisoffuchsinedyestuffwastewaterhasbeencarriedoutbyusingTiO2-coatedpalygorskitepowder.Theeffectsofsomefactors,suchasdosageofcatalyst,illuminationtimeandinitialconcentrationofthedyestuffwastewateronthephotodegradationarediscussed.TheexperimentalresultsshowthatTiO2-coatedpalygorskitepowderhasmoreefficientcatalyticactivitycomparedwithpureTiO2powder.ThemaximumremovalratewasachievedwhentheamountofTiO2-coatedpalygorskitecatalystwas0.25g/L.Underthesecondition,thephotocatalyticreactionhadahigherdecoloringrateinashortertime,theaveragedecoloringratecanreach95%after3hofreaction.Keywords:palygorskite;photocatalysis;adsorption;acidfuchsine;dyestuffwastewater目前，染料废水属于难治理的工业废水之一，具有色度高、化学成分复杂、难生化降解等特点，有一些染料废水还具有致癌作用[1]。光催化技术具有常温常压下就可进行，能彻底破坏有机物，没有二次污染且费用不太高等优点[2]。在光催化反应所用的半导体催化剂中，纳米级TiO2颗粒由于具有较大的比表面积、特殊的光吸收性，对难生化降解有机污染物具有高效光催化氧化作用[3–4]，因而受到国内外学者的广泛重视。多年来在纳米TiO2颗粒制备、光催化活性、光催化反应机理、纳米钛氧化物的掺杂和包覆处理以及使纳米TiO2吸收光谱红移提高可见光利用效率等方面曾开展过深入研究，但是，纳米颗粒TiO2难与水分离而造成催化剂回收困难，限制了它的应用和发展。近年来以强吸附性材料作为载体与纳米TiO2复合制备催化剂成为TiO2光催化研究领域中一个重要的发展方向。常用的与纳米TiO2复合有吸附活性的载体材料包括合成分子筛、活性炭、沸石、海泡石、各种合成纳米孔材料以及有机纳米钛交联蒙脱石复合材料[5–10]。凹凸棒石是一种具有链层状晶体结构的镁铝硅酸盐黏土矿物，晶体直径一般为40～50nm，长度几百纳米至几微米，具有很大的比表面积(具有0.38nm×收稿日期：2006–02–23。修改稿收到日期：2006–05–15。基金项目：国家自然科学基金(40672027)；安徽省2006年度重点研究(06022019)资助项目。第一作者：彭书传(