Cu掺杂ZnO光催化降解糖蜜酒精废水的研究

总第17卷192期2015年8月大众科技PopularScience&TechnologyVOI．17No．8August2015Cu掺杂ZnO光催化降解糖蜜酒精废水的研究王忠全(百色市环境保护科学研究所，广西百色533000)【摘要】采用沉淀法制备了不同Cu含量的C~ZnO复合氧化物光催化剂，并用于光催化降解糖蜜酒精废水的反应中，考察了Cu掺杂量，催化剂用量，溶液pH值，双氧水用量，对糖蜜酒精废水脱色率的影响。研究表明，C~ZnO复合氧化物光催化剂能有效的光催化降解糖蜜酒精废水，当Cu掺杂量为摩尔分数2％时，C~ZnO复合氧化物光催化剂的光催化效果达到最佳，在2％Cu／ZnO催化剂用量为2．0g／L，废水自然pH条件下，光催化降解150min，糖蜜酒精废水脱色率为75．5％。【关键词】ZnO；光催化；糖蜜酒精废水；Cu掺杂【中图分类号】X703．1【文献标识码】A【文章编号】1O08．1151(2015)08．0029．03PhOtOcatalvticdegradationofmolassesfermentationwastewateroverCUdopedZn0catalystsAbstract：C~ZnOcompositeoxidephotocatalystwithdiferentCuamountwaspreparedbyprecipitation，andwasusedforphotocatalyticdegradationofmolassesfermentationwagewateLTheinfluencesofCudopingamount，cata~stdosage，pHofmolassesfermentationwastewaterandhydrogenperoxidedosageonthedecolorizationofmolassesfermentationwastewaterwereinvestigated．TheresultsshowthatthemolassesfermentationwastewaterwasphotocatalyticdegradationbyC~ZnOcompositeoxidephotocatalystefectively,whendopedmolefractionofCuwas2％．thephotocatalyticactivityofCu／ZnOcompositeoxidephotocatalystisthebest．Whenthe2％Cu／ZnOcatalystis2．0g／L，naturalpHofwastewater,photocatalyticdegradationfor150min，thedecolourizationofmolassesfermentationwastewaterwas75．5％．Keywords：ZnO；photocatalytic；molassesfermentationwastewater；Cudoped随着经济的发展，污水处理越来越受到人们的关注。糖蜜酒精废水是糖厂以甘蔗糖蜜为原料进行发酵生产酒精过程中，发酵液蒸馏出酒精后残余的高浓度有机废水。糖蜜酒精废水呈深黑色，所含的有机色素稳定，贮存长时间其色度并不见有任何减退，很难被微生物降解，如果不经处理直接排放将严重污染江河水环境。光催化剂能够有效利用光能，能够把非生物降解的有机污染物分解为二氧化碳和无机成分，因而在处理废水方面被认为是一种很有前景的技术【l’。ZnO的禁带宽度为3．37eV，在紫外光的照射下，具有较高的光催化活性，在光的照射下能够降解多种环境污染物，如甲基绿【3】、偏二甲肼废水[4】、以及酚类化合物等【5】。因此在污水处理方面具有广泛的应用前景。但因ZnO的禁带宽度较宽，仅能利用紫外光，同时电子空穴的复合几率较大，使得ZnO的光催化活性并不是很理想。通过掺杂金属或非金属元素来调整ZnO的物理、化学以及光学性质。如掺杂S可以扩大氧化锌的晶格常数以及氧空位【6]。掺杂N能扩宽氧化锌对可见光的吸收范围，掺杂Au可以抑制氧化锌的光生电子和空穴的复合L8J等。本文采用沉淀法制备了不同Cu含量的Cu／ZnO复合氧化物光催化剂，并用于光催化降解糖蜜酒精废水的反应中，考察了Cu掺杂量，催化剂用量，溶液pH值，双氧水用量对糖蜜酒精废水脱色率的影响。1实验部分1．1试剂及仪器硝酸锌，硝酸铜，碳酸氢铵，无水乙醇，以上试剂均为分析纯，由国药集团化学试剂有限公司生产。糖蜜酒精废水，取自广西某糖厂，水样稀释2O倍pH值为4．85，颜色呈深黑色。SGY-1型多功能光化学反应仪，南京斯东柯电气设备有限公司生产。TU1901型外一可见分光光度计，北京普析分析仪器厂生产。1．2催化剂的制备掺杂Cu的ZnO光催化剂采