AgTiO_2 光催化氧化还原反应脱除水体中无机氮

AgTiO_2 光催化氧化还原反应脱除水体中无机氮研究论文Ag/TiO2光催化氧化还原反应脱除水体中无机氮柳丽芬1,2,李秀婷1,杨凤林1,余济美3(1.大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室,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:采用光催化还原法制备了高活性的载银二氧化钛光催化剂,并用XRF、TEM、XRD及XPS、UV-Vis方法对催化剂进行了表征.考察了负载Ag的含量、催化剂制备时间、搅拌气体的种类以及Fe2+的添加等条件对该催化剂光催化水体脱氮活性的影响.结果表明:载银量1.0%时去除效果最佳;制备催化剂时光照时间不充分会使催化剂失去还原效力;氮气保护下催化剂反应活性更高;Fe2+的加入利于光催化反应;2h光催化含氨氮和亚硝基氮的水样,总脱氮率达到了63.9%.关键词:Ag/TiO2;光催化反应;氨氮;亚硝酸氮文章编号:1000-3231(2006)04-0291-10中图分类号:O64文献标识码:A随着工农业生产的发展和人们生活水平的提高,含氮化合物的排放量急剧增加[1],水体氮污染以及由此造成的水体富营养化问题已成为世界上许多国家、地区共同关心的环境问题.废水中氮一般是以有机氮、氨氮(NH4+)N)、亚硝酸盐氮(NO2-)N)、硝酸盐氮(NO3-)N)4种形态存在,有机氮经水处理后的最终无机产物也会包含大量的无机氮化合物[2].因此,有必要进行去除污水中无机氮的研究.传统的生物脱氮受到污水浓度的限制,而物理法常常是污染物的浓缩再转移,有些化学法同样无法彻底的消除水中无机氮[3].因而快速研发半导体光催化除无机氮的新技术十分迫切和必要.TiO2由于具有化学稳定性好、光催化活性高、价廉易得等优点,已被广泛应用于光催化降解各种污染物[4].但是TiO2的带隙较宽,且光生电子空穴对的复合几率高,因而限制了其应用[5].所以提高TiO2光催化活性是多相光催化领域的一个重要研究内容.众多研究结果表明,在TiO2等半导体表面沉积适量的Ag、Pt、Cr等金属及其离子是提高光催收稿日期:2006-04-03;修回日期:2006-04-25.基金项目:国家自然科学基金(20477006).作者简介:柳丽芬(1965-),女,博士,副教授,从事光催化领域的研究,通讯联系人