CdS_TiO_2 光催化去除水体中氨氮的研究

CdS_TiO_2 光催化去除水体中氨氮的研究研究论文CdS/TiO2光催化去除水体中氨氮的研究陈晓慧1,柳丽芬1,2,杨凤林1,张兴文1,余济美3(1.大连理工大学环境与生命学院教育部工业生态与环境工程重点实验室,辽宁大连116023;2.大连理工大学纳米材料科学研究中心,辽宁大连116023;3.香港中文大学化学系,香港沙田)摘要:利用溶胶-凝胶法制备了不同比率的CdS掺杂TiO2复合纳米颗粒催化剂,并用其进行了紫外光、日光灯和太阳光全波长光催化去除水中氨氮和其它形式无机氮的对比实验研究.考察了添加催化剂的量、CdS复合比率、有氧化态氮亚硝酸根或硝酸根与氨氮共存时光催化脱氮的耦合效果、外加光源等对脱除氨氮效率的影响,并研究了后3个因素对CdS光腐蚀程度的影响.对于氨氮初始质量浓度为50mg/L的模拟废水,在通空气搅拌条件下,n(CdS)Bn(TiO2)=0.17的CdS/TiO2催化剂脱氮效果最佳,此时经紫外光照2h后脱除氨氮效率达41.5%.实验结果表明:复合催化剂中CdS的含量是影响光催化活性和光腐蚀程度的重要因素.关键词:溶胶-凝胶法;氨氮;二氧化钛;硫化镉;光腐蚀文章编号:1000-3231(2007)02-0089-13中图分类号:O64文献标识码:ATiO2可光解水制氢[1]和光催化降解水体、空气中的污染物,由于其高活性、化学稳定性好、价廉等优点,被认为是最有前景的光催化剂之一.当TiO2受到一定能量的光辐射时,能带电子e-被激发到导带上,在价带上产生带正电荷的空穴h+.从而通过氧化还原反应降解污染物[2-4].废水中的氨氮能加速水藻的生长,引起自然水体的富营养化,水体中高质量浓度的氨氮还会消耗大量的溶解氧,对水生生物造成毒害.世界健康组织(WHO)规定饮用水中的氨氮质量浓度不得超过1.5mg/L[5,6].近年来,光催化脱氮研究在世界范围内逐渐展开,Lee[5]等用金属负载二氧化钛光催化可直接将水中的氨氮转化为氮气;乔世俊[7]等用TiO2+活性组分光催化降解废水中的氨氮;Zhu[6]等研究了pH值和催化剂用量对脱除氨氮效率的影响.收稿日期:2006-09-15;修回日期:2006-11-14.基金项目:国家自然科学基金(20477006).作者简介:陈晓慧(1983-),女,硕士研究生,主要从事环境光催化研究;柳丽芬,通讯联系人,E-mail:y