Ni、B共掺杂TiO2-陶粒光催化降解染料废水研究

INDUsTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水Vo1．42No．6Dec．，2011。‘5施工、设备与材料2一。．。．。．(>．。．。．。．。．。．。．。．(>．Ni、B共掺杂TiO2一陶粒光催化降解染料废水研究相龙玲，张雷，王德英1,2(1．东北电力大学，吉林吉林132000；2．烟台大学，山东烟台264000)摘要：采用溶胶一凝胶法制备陶粒负载Ni0和B元素共掺杂纳米TiO2可见光催化剂，以甲基橙为目标降解物．探讨了光催化氧化降解甲基橙的规律，考察了催化剂的焙烧温度、Ni元素和B元素掺杂量、催化剂投加量、甲基橙溶液初始浓度、初始pH值、反应温度等因素对甲基橙脱色效果的影响。结果表明：在600oC温度下焙烧的催化剂具有最佳光催化活性：B和Ni最佳掺杂量为3．0％；甲基橙脱色率随甲基橙初始浓度的降低、催化剂投加量的增加、反应温度的升高、初始pH值降低而增大；催化剂经重复使用后，仍具有较高的光催化性能。关键词：Ti0；陶粒；掺杂；光催化；甲基橙中图分类号：X791．035文献标识码：A文章编号：1009—2455(2011)06—0063—04PhotocatalyticdegradationofdyewastewaterbyNi，BcodopedTi02supportedonhayditeXIANGLong-ling，ZHANGLei，WANGDe-ying，(J．NortheastDianeUniversity,Jilin132000,China；2．YantaiUniversity,Yantai264000,China)Abstract：UsingNi，BcodopedTi02supposedO11hayditepreparedbysol-gelmethodasvisiblelightphotoca—talyst，methylorangeasdegradationagent，therulesofphotocatalyticoxidationdegradationofmethylorangewerediscussed；theinfluencesofcalcinationtemperatureofcatalyst，dopingcontentofNiandB，dosageofcatalyst，initialconcentrationofmethylorangesolution，initialpHvalue，reactiontemperatureandsomeotherfactorsonthedecolo·rizationeffectwereinvestigated．Theresultsshowedthat：thecatalystcalcinatedat600oChadthebestphotocataly—ticactivity；theoptimaldopingcontentofBandNiwas3．O％：thedecolorizationrateofmethylorangeincreasedwiththedecreaseofinitialconcentrationofmethylorangesolutionandpHvalue，andtheincreaseofcatalystdosageandreactiontemperature．Besides，thecatalyststillhadgoodphotocatalyticperformanceafterbeingusedrepeatedly．Keywords：Ti02；haydite；doping；photocatalysis；methylorange随着印染工业的发展．染料种类越来越多，使得染料废水成分复杂、色度深、污染物浓度高、毒性大．已成为严重的环境工业废水之一⋯。染料化合物的主体结构为在酸性和碱性条件下的醌式结构和偶氮式结构．以甲基橙作为染料模型化合物有一定的代表性常见的染料废水处理方法有生化处理【2j、混凝脱色【3]、吸附脱色『41等。这些处理方法对染料污染物的矿化能力较差．而且容易引起二次污染。由于纳米TiO，作为光催化剂用于环境污染物的处理具有成本低、效率高、稳定性好、无二次污染以及适用污染物范围广等优点．使得TiO，光催化氧化技术成为迄今为止处理水中有机污染物最为广泛的、理想的光催化剂。但粉末纳米催化剂存在着易聚集，回收难。对太阳光的利用率低等缺点：而当废水中的有机污染物浓度低时．TiO光催化剂表面吸附性差．实际应用时存在光催化降解速率慢．需要较长时间才能达到完全降解的缺点因此，需要采用具有比表面积大、多孔的惰性吸附剂作为载体，能对废水中极低浓度的污染物进行快速收稿日期：2011—06—08：修回日期：2011—07—08·63·INDUSTR