复合型二氧化钛光催化氧化降解污水中苯酚的研究

资源与环境复合型二氧化钦光催化氧化降解污水中苯酚的研究龚应前(贵州省劳动保护科学技木研究院摘要:本文成功的制备出负载型改性二氧化钦作为降解苯酚的催化剂563000)同时对该催化剂的晶体结果进行了表征，负载后碳稽纂夏菜鸳魏馨实霭擎‘器禽器霖骂裔鬓溉剂对其光催化性能分另。对苯酚溶液。H值和苯酚初始浓鬓麟榻哉擎窄漂霜羚黯橇氰黯{霜奠?丫怂黔奢鲁墙貂麒纂戳鼎摆2/Ac复“”催化剂““关键词:复合型改性二氧化钦光催化降解苯酚中图分类号:0658文献标识码:A文章编号:1672一3791(2007)05(b)一0156一02酚类是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、杀虫剂、杀菌剂、防腐剂、和造纸等工业，具有恶臭、异味和高度毒性，是重要的有机污染物之一川。其工业废水是极难降解的，且废水排放后在环境中具有一定的稳定性，通过迁移，其污染范围可进一步扩大12)，所以含酚类的水污染治理已成为环保领域的重要课题。目前，生物法是进行有机废水治理的主要方法，但对于那些难生物降解的有机物，采用生物法就达不到高的去除效率，而且还会引起生物中毒等现象。所以，作为高级氧化技术之一的光催化技术已成为当今科学的研究热点，其中以研究二氧化钦光催化氧化技术最为深人。但悬浮型二氧化钦光催化剂在液相中存在易团聚、难分离、难回收、悬浮液的溶剂或其他组分会吸收光而影响辐射深度等缺点。而负载型Tio:可以克服以上缺点，具有很好的应用前景。因此，本文以模拟苯酚废水为处理对象，在处理液中加入负载型改性二氧化钦作为催化剂，并对其光催化性能进行研究。1实验部分1.1实验试剂钦酸四丁醋(化学纯);无水乙醉(分析纯)。去离子水.二乙醉胺(分析纯).5%的高锰酸钾溶液，活性炭(泉州炭业有限公司提供)。硝酸(分析纯)。1.2二氧化钦溶胶的制备高锰酸钾的量按Mn与TioZ摩尔比为0.0025:1。准确量取一定体积的无水乙醇于一个干操洁净的烧杯中，然后按配比钦酸四丁醋:无水乙醇:乙醇胺:水=17:67:5:0.5(体积比)先后加入一定体积的钦酸四丁醋和二乙醇胺，搅拌lh，再逐滴加入一定量的高锰酸钾溶液，搅拌lh;滴加一定体积的水，再搅拌IOmin。反应在室温下进行。制备好的胶体在室温下陈化2一4h后可用于负载。将胶体放在箱式电阻炉内在450℃下锻烧，随炉自然冷却即得TIO:粉末。1.3二氧化钦溶胶的负载将预处理好的活性炭放在表面皿里，加人一定量上述方法配好的溶胶，浸溃120min，用100目的筛子过滤，于110℃烘箱内烘干。将负载好TIOZ胶体的活性炭放在箱式电阻炉内以每分钟10℃进行升温，并在450℃下锻烧，随炉自然冷却即得TIOZ/AC复合催化剂。1.4苯酚分析方法苯酚浓度的测定:采用Agilentll00高效液相色谱仪测定溶液中苯酚的浓度。色谱柱为Hy一persilODS;检测波长为277nm。流动相V(cH3oH):v(HZo)为55:45，流速为0.sml/min，柱温为30℃。苯酚去除率=(c(苯酚)1一c(苯酚)2)/c(苯酚)lxl00%0式中:c(苯酚)1为苯酚初始浓度，c(苯酚)2为某一时刻溶液中的苯酚浓度。2结果与讨论2.1复合型TioZ催化剂的xRD表征对活性炭和负载后TIOZ的Ti仇/AC复合材料进行X射线衍射测试，结果见图1。图1中1为锻烧后的负载后Tiq/AC的XRD图谱，在Za=25.4，37。8，47.9和54。处的衍射峰表明Tiq/AC表面上的TioZ为锐钦矿结构，说明样品中TioZ胶体有效地转变成光催化活性高的锐钦矿型Tio，晶体结构。2.2不同催化剂的光降解性能比较为了评价Ti叭/AC复合材料对苯酚的光催化降解性能，笔者对复合型二氧化钦催化剂和TioZ粉末进行光降解性能试验。反应条件为苯酚的初始浓度为50mg/L，pH值为5.0。结果见图2。1:Tio:粉末。2:复合型二氧化钦从图2中可以明显看出，Ti仇/AC复合材料对苯酚的去除率将近是TioZ粉末的2倍。该反应前30min，苯酚的去除主要是TioZ/Ac的吸附在起作用。30min后有明显的光催化降解效果。这说明Tiq/AC复合型催化剂有良好的光催化降解效果。但光催化并没有使苯酚的去除率大大增加。这是因为，一方面TIOZ/AC上的Ti02量很少。另一方面，在水溶液中，催化剂的互相遮盖，Tio:无法充分接触紫外光线.虽然如此Tiq/AC的整体去除效果要好于Ti02粉末.这是因为很少的TioZ量存在的条件下，达到强度2.，.图1活性炭和Ti吼/AC复合材料进行XRD衍射图谱表1溶液pH值对光催化效果的影响溶液PH值2.03，04。05.06。0苯酚去除率从89380.675.470.967.5表2苯酚初始浓度对Ti02/AC复合材料的光催化降解反应的影响120804801826835~\驶5.mg/L成、璐扭书七