二氧化钛光催化降解焦化和废水的研究_王健锋

化学世界2X(拓年二氧化钦光催化降解焦化和废水的研究王健锋,许振良’,丛梅.杨座国(华东理工大学化工学院,上海20237)关健词:二氧化钦;啥琳;总有机破;光降解1976年,Caery等首先提出应用光催化降解联苯和抓代联苯,从而开辟了半导体光催化剂在环境保护方面应用的新领域。1993年东京大学教授Fujishilan和Honda提出将iT03光催化剂应用于环境净化的建议川。自此光催化氧化技术作为一种高级氧化技术日益受到国内外学者的关注〔,一`]。光催化反应具有反应条件温和、设备简单、二次污染小、易于操作控制等优点,几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO:,HZO等简单无机物。近年来,半导体多相光催化技术已显示出诱人的前景,在环境治理、新能源开发、有机合成等领域日益受到重视。本文以悬浮态的纳米iT02作为光催化剂,喳琳为目标污染物,在间歇反应器中进行光催化降解反应。考察了有无光照、光照时间、催化剂用量等因素对光催化降解反应的影响。1实验部分1.1药品及设备2P5二氧化钦,德国Degussa公司;哇琳,分析纯,甲醇,HPcL级,上海凌峰化学试剂有限公司;总有机碳分析仪(OTC一vcPH),日本岛津:高效石英灭菌灯,上海明华工贸有限公司;Waetsr巧25高效液相色谱,双泵,Watesr29%二极管阵列(PDA)检测器,EmopwerorP数据采集和处理系统,柱温箱温度由Waetsr2414示差检测器面板进行控制;光催化反应器,自制:紫外可见分光光度计uV762,上海精密科学仪器有限公司。1.2实验装置及分析方法本实验装置如图1所示,其中冷却水采用循环冷却水。废水样品采用高效液相色谱与总有机碳分析仪进行分析。样品中哇琳质量百分含量采用HPCL分析,样品中总有机碳含量则用OTC。废水中哇琳及总碳降解率的计算式为:式(l)中:R,为哇琳的降解率;c、为初始哇琳质量百分含量/xor一`;c,为某时刻喳琳质量百分含t/、10一6。式(2)中:R:为废水总有机碳的降解率;c叽为初始哇琳溶液的有机碳质量百分含量/、10一6;c二为某时刻反应溶液中有机碳的质量百分含量/x10一`。核电源冷却水进口磁力搅拌器门…图1光催化反应器示意图2结果与讨论2.1有无光照对哇琳光催化降解的影响由图2可见,在光照存在的情况下溶液总有机碳降解率随着反应时间的增加而迅速增加,当反应时间为120min时,降解率达到74%。相对比无光照的情况,溶液中TOC含量变化微小,当反应进行120min时,TOC降解率只有5%,其主要是由于iTo:光催化剂吸附所造成。因此,进行光催化降解反应必须有光照的存在。一:珊/分二一岭月一一心一「-.下}R,二(l一c,/c、)X10%R二=(l一C二/C二。)x10%(l)图22.2(2)有光照和无光照时oTC降解率随时间的变化曲线图光照时间对哇琳光催化降解的影响(下转第130页)(X2巧年度(A)与以P浓度(C)有很好的线性关系,A与C的函数关系可表示为A二1.09xl护xo.双48xC+0.仓抖9,式中C的单位为moFL,实验点的相关系数为0.996。尸JOù工à内U呢曰0..…,山,曰-nUa1.09xl护lmo!·L一I图2吸光度(A)和标准液浓度(c)的函数关系2结果与讨论2.1显色时间的确定图3所示为显色时间对PAP吸光度的影响,结果表明,显色10min吸光度达到最大值。在or一50min内吸光度不变,显色稳定。但显色过长,吸光度反而有所下降。实验过程中选择显色时间在10-45min之间,以保证显色稳定。1.2r基苯和苯胺,同时参比溶液也加人相同浓度的硝基苯和苯胺测其吸光度,测定结果如下,其和未加硝基苯和苯胺时基本相同。所以在选择合适的参比溶液条件下可使硝基苯和苯胺对PAP的测定无干扰。2.3待测液pH值对测定结果的影响将待测液的pH值调至2一4时,测定结果几乎相同。故实验条件是pH在2一4。在当pH值较高时会严重影响测定结果,这是由于在pH值较高时,PAP易被空气氧化所致。3结论以Behrtelot为显色剂,在633mn处用分光光度法可快速、准确地定量测定硝基苯电解还原液中P”的含量,方法重现性好,也可测定对氨基酚的纯度,且硝基苯和苯胺的存在对测定无干扰作用。1.00.8又0.6胆,lI刀In25303540图3显色时间的影响2.2硝基苯和苯胺对测定的影响在已知浓度的纯以P溶液中加人一定量的硝参考文献:川N,TT,PhanApH,YamcF,et以·Inte而。eCin山ten苗niatonOfamoina雨htthehy户犯目丽te词医心nepbenolmeht记ofbehrtelot【J].A耐州司hC丽ytrS,1982,54(l):4649.[2]BakrJ,etaL肠dationoforganiesubsa