ATP-TiO2复合材料光催化氧化MB动力学研究

-102-第42卷第6期非金属矿Vol.42No.62019年11月Non-MetallicMinesNovember,2019ATP-TiO2复合材料光催化氧化MB动力学研究夏德强胡甫嵩王智博本莲芳（兰州石化职业技术学院石油化学工程学院，甘肃兰州730060）摘要以ATP（凹凸棒土）-TiO2复合材料为光催化剂，以亚甲基蓝（MB）为处理对象，考察含MB废水的pH值、MB初始质量浓度及催化剂的投加量对光催化效果的影响。结果表明，ATP-TiO2复合材料对MB有较好的催化降解作用，且溶液pH值越高，催化效果越好。用7W紫外灯对600mL初始质量浓度为30mg/L的MB废水进行光催化氧化试验，当ATP-TiO2复合材料投加量为1.00g，pH值为8.78时，光催化效果最佳，MB的去除率达95%以上，反应表现为一级反应，反应动力学符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型。关键词凹凸棒土；TiO2；亚甲基蓝；光催化氧化；动力学中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-8098(2019)06-0102-03PhotocatalyticDegradationKineticofMethyleneBluebyAttapulgite-TiO2CompositeXiaDeqiangHuFusongWangZhiboBenLianfang(SchoolofPetrochemicalEngineering,LanzhouPetrochemicalPolytechnic,Lanzhou,Gansu730060)AbstractItisdetectedhowpHvalueoftheMBwastewater,initialconcentrationandthedosageofcatalystmakeaninfluenceontheeffectofphotocatalystbyATP-TiO2compoundmaterialsasthephotocatalystandMB(methyleneblue)astheprocessingobject.TheexperimentindicatesthattheATP-TiO2compoundmaterialsexertsabettercatalyzeddegenerationimpactuponMB,namely,thehigherthesolutionpHvalue,thebettercatalyticeffect.MBwastewaterwithinitialconcentrationof30mg/Liscarriedoutthephotocatalyticoxidationexperimentby7WUVlamp.Thefindinggoesasfollows:whentheATP-TiO2compositedosagereaches1.00g,pHvalueis8.78,catalyticeffectisthebest,MBremovalratewasabove95%presentingA-levelresponse,andthecatalytickineticsfitstheLangmuir-Hinshelwood(L-H)model.Keywordsattapulgite;TiO2;methyleneblue;photocatalytic;kinetics光催化氧化是一种环境友好型绿色水处理技术，它是利用光催化剂（TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2、BiOX等）在特定波长光源照射下产生催化作用[1-3]，使周围水分子及氧气激发形成极具活性的·OH和·O2-，从而将有机物降解为H2O、CO2和无机盐等过程。光催化氧化效果受催化剂投加量、光强、目标物初始浓度及原样pH值等的影响[4-5]。目前，多数学者认为TiO2光催化降解过程分为3个阶段：目标物在催化剂表面及内部的扩散、吸附，目标物在催化剂活性位点的降解及降解产物的脱附[6]，其动力学常用Langmuir-Hinshelwood模型表示。本试验以亚甲基蓝（MB）为处理对象，考察原水pH值、初始浓度、催化剂的投加量等因素对自制的新型光催化剂ATP-TiO2催化动力学的影响，旨在探索光催化降解的影响因素及动力学过程，对优化催化设计，指导工业应用具有重要意义。1试验部分1.1原料、试剂与仪器设备凹凸棒土（ATP），采自甘肃临泽，化学成分(w/%)为：SiO2，56.71；Al2O3，9.82；Fe2O3，6.85；Na2O，0.09；K2O，1.24；CaO，3.57；MgO，11.20；MnO，0.61；TiO2，0.45。十六烷基三甲基溴化铵、钛酸四丁酯(TBOT)、无水乙醇、盐酸、乙酸、MB，均为分析纯；实验室用