双转盘反应器光催化处理罗丹明B-钟登杰

第一作者：钟登杰，男，１９７４年生，博士，副教授，主要从事水污染治理研究工作。＃通讯作者。＊国家自然科学基金资助面上项目（Ｎｏ．２１０７７１４０）；国家自然科学基金资助重点项目（Ｎｏ．２０９３７００３）；重庆市科委自然科学基金一般项目（Ｎｏ．ｃｓｔｃ２０１１ｊｊＡ０８３５、Ｎｏ．ｃｓｔｃ２０１１ｊｊＡ０８３７）；教育部环境模拟与控制国家重点联合实验室开放基金资助项目（Ｎｏ．１０Ｋ１２ＥＳＰＣＴ）；三峡库区生态环境教育部重点实验室访问学者基金资助项目（Ｎｏ．ＫＬＶＦ－２０１０－４）；重庆市教委科学技术研究项目（Ｎｏ．ＫＪ１１０８０１）；重庆理工大学科研启动基金资助项目（Ｎｏ．２０１０ＺＤ０６、Ｎｏ．２００９ＺＤ１６）。双转盘反应器光催化处理罗丹明Ｂ＊钟登杰１徐云兰１＃贾金平２（１．重庆理工大学化学化工学院，重庆４０００５４；２．上海交通大学环境科学与工程学院，上海２００２４０）摘要采用溶胶—凝胶法制备的ＴｉＯ２／Ｔｉ电极为光阳极，Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ或Ｃ为阴极，组成双转盘反应器，以罗丹明Ｂ（ＲｈＢ）为目标污染物，考察了反应条件对光催化效率的影响。结果表明，最佳反应条件：阴极材料为Ｃｕ；转盘转速为７０ｒ／ｍｉｎ；初始ｐＨ为２．５；Ｎａ２ＳＯ４质量浓度为１．０ｇ／Ｌ；ＲｈＢ初始质量浓度为２０ｍｇ／Ｌ。在最佳反应条件下，处理ＲｈＢ模拟废水３０ｍｉｎ的脱色率可达到９９．９％。双转盘反应器处理不同浓度的ＲｈＢ时，其脱色率是单转盘的１．１２～２．３３倍，且倍数随着ＲｈＢ浓度增大而增加，表明双转盘反应器可高效地光催化处理高浓度染料废水。关键词双转盘反应器ＴｉＯ２／Ｔｉ电极光催化罗丹明ＢＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＲｈｏｄａｍｉｎｅＢｕｓｉｎｇａｄｕａｌｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｓｒｅａｃｔｏｒＺＨＯＮＧＤｅｎｇｊｉｅ１，ＸＵＹｕｎｌａｎ１，ＪＩＡＪｉｎｐｉｎｇ２．（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｉＯ２／Ｔｉｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄａｓａｎｏｄｅｔｏａｓｓｅｍｂｌｅｄａｄｕａｌｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｓｒｅａｃｔｏｒｗｉｔｈＣｕ，Ｆｅ，ＺｎｏｒＣｃａｔｈｏｄｅ．ＲｈｏｄａｍｉｎｅＢ（ＲｈＢ）ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔａｒｇｅｔｃｏｍｐｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆＲｈＢｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗ：Ｃｕｃａｔｈ－ｏｄｅ，ｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ７０ｒ／ｍｉｎ，ｉｎｉｔｉａｌｐＨ２．５，Ｎａ２ＳＯ４ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ１．０ｇ／ＬａｎｄｉｎｉｔｉａｌＲｈＢｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ２０ｍｇ／Ｌ．ＣｏｌｏｒｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＲｈＢｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅａｃｈｅｄ９９．９％ａｆｔｅｒ３０ｍｉｎｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｕｎｄｅｒｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｄｅ－ｃｏｌｏｕｒｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＲｈＢｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｄｕａｌｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｓｒｅａｃｔｏｒｗａｓ１．１２ｔｏ２．３３ｔｉｍｅｓｏｆｔｈａｔｉｎｓｉｎｇｌｅｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｒｅａｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｉｎｉｔｉａｌＲｈＢｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｕａｌｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｓｒｅａｃｔｏｒｗａｓｉｎｆａｖｏｒｏｆｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｄｙｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｕａｌｒｏｔａｔｉｎｇｄｉｓｋｓｒｅａｃｔｏｒ；ＴｉＯ２／Ｔｉｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ＲｈｏｄａｍｉｎｅＢ近几十年，半导体光催化技术引起了广泛的关注［１－３］。但其在有机废水处理方面的应用，因溶液中有机物自身光吸收引起的激发光强度利用率低［４－５］以及光生电子和空穴易复合引起的量子效率低两方面的原因，目前还局限于实验室研究。为了提高激发光强度的利用率，笔者提出了转盘液膜反应器光催化处理废水的方法，利用光阳极的转动，使溶液在光阳极上形成几十微米的液膜，使激发光几乎可以无损失地到达催化剂表面，大大提高了光催