几种外加试剂对TiO_2光催化降解吡啶的影响_沈昱

第27卷第4期2006年12月大连铁道学院学报JOURNALOFDALIANRAILWAYINSTITUTEVo.l27No.4Dec.2006文章编号:1000-1670(2006)04-0086-04几种外加试剂对TOi2光催化降解吡啶的影响沈昱,于丽华,徐锁洪(大连交通大学环境与化学工程学院,辽宁大连116028)*摘要:以钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶进行光催化降解,考察了集中外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响.结果表明:H2O2、Cu2++I-可影响吡啶光催化反应速率,S2O2-8、IO-4、Ag+能加快吡啶光催化反应速率.关键词:TiO2;光催化;吡啶;外加试剂中图分类号:O643.36文献标识码:AEffectofRegentsonPhotocatalyticDegradationofPyridineSolutionwithTOi2SHENYu,YULi-hua,XUSuo-hong(SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering,DalianJiaotongUniversity,Dalian116028,China)Abstract:TiO2wasusedtodegrademethylorangesolutionwithultravioletradiation.Theeffectofseveralregentsonphotocatalyticdegradationofpyridinesolutionwasinvestigatedindetails.TheresultsrevealthatadditionsofH2O2andCu2++I-canaffectthedegradationrateofpyri-dine,addingS2O2-8,IO-4andAg+canacceleratethedegradationrateofpyridine.Furtheratten-tionshouldbefocusontheeffectofionsonthephotooxidationofdyesinpractice.Keywords:TiO2;photocatalysis;pyridine;addedregentTiO2光催化降解有机污染物作为一种理想的环境治理技术而受到人们的广泛关注[1-2],该技术可将污水中的许多有机物如染料、卤代物、难降解农药、表面活性剂、含油废水、杂环化合物完全矿化为CO2、水和无毒氧化物,且具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广、无二次污染等特点,具有广阔的应用前景[3].吡啶是一种广泛应用于纺织、皮革、制药等行业的化工产品,它对皮肤粘膜有刺激作用,能经呼吸道侵入人体,引起中毒,表现为恶心、呕吐、头痛、乏力、眼花、失眠,可引起多种神经病、支气管哮喘,对肝、肾有损害,对神经有致毒作用,对眼角膜有损害[4].因其难于被空气氧化,给地面水的自净及污水的无害化处理过程造成困难,因此有必要研究吡啶的治理技术.在以往研究的基础上,本文用TiO2为催化剂,以30W医用杀菌灯为光源研究了几种外加试剂对吡啶的光催化降解的影响.1实验部分(1)主要试剂及仪器钛酸四丁酯、吡啶(均为分析纯);岛津UV-120-02分光光度计、HY-4型多用振荡器、LD4-2医用离心分离机、30W医用杀菌灯;水为去离子水.*收稿日期:2005-11-21作者简介:沈昱(1969-),女,讲师,硕士.DOI:牨牥牨牫牪牴牨牤jcnkidjdxac牪牥牥牰牥牬牥牪牨第4期沈昱等:几种外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响87(2)TiO2的制备以钛酸四丁酯为原料,无水乙醇为溶剂,二乙醇胺作抑制剂,按照Ti(OC4H9)4∶C2H5OH∶H2O∶NH(C2H5OH)2=1∶26.5∶1∶1(摩尔比)制成溶胶[5].TiO2干凝胶在450℃焙烧制得纯TiO2粉末.(3)光催化降解实验配制吡啶溶液时,先将水通空气溶解饱和(经碘量法测定DO为7.8mg/L).实验装置为自制石英玻璃管,长450mm,内径15mm.量取40ml浓度为21.02mg/L的吡啶溶液于石英管中,加入40mgTiO2,两端密封.将石英玻璃管固定在HY-4型多用振荡器上,以一定速度振荡.调整灯至液面距离为10cm.间隔取样,分析测定.吡啶用巴比妥酸显色光度法,在520nm处测定.吡啶降解率ηt=(C0-C)/C0×100%,式中ηt为t时刻吡啶降解率,C0为起始时刻吡啶浓度,C为t时刻吡啶溶液浓度.2结果与讨论2.1空白实验分别进行了不加催化剂有光源状态与加催化剂无光源状态的空白实验.实验结果表明:在90min内吡啶质量浓度不变,说明无催化剂或无光照情况下,吡啶不发生降解反应或