负载型tio2固定相光催化降解含酚废水的试验研究

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1、负载型TiO2固定相光催化降解含酚废水的试验研究ImmobilizedTiO2FixedPhasePhotocatalyticDegradationExperimentResearchofContainPhenolmobilizedTiO2poent.AfteraddingH2O2,Fe3+,Cu2+onthebasisoftechnologyconditionandreactforonehour,degradationratereachover95%.Keyg·L-1，pH为5.6左右，浊度为8

2、.5mg/L。负载型TiO2光催化剂的制备[5]：将洗净烘干的硅胶颗粒浸入TiO2与硅酸钠以一定比例配成的溶液中，使其均匀负载，取出自然干燥后，在马福炉中300℃煅烧1h，降至室温后，用水冲洗掉负载不牢的TiO2即可制得负载型TiO2光催化剂。1.2分析方法采用4—氨基安替比林分光光度法测定苯酚的含量。由试验可知，在该法中，废水水样吸收波长的最大峰值在510nm，且在该峰值时，水样吸光度和浓度呈直线关系。试验选510nm，光解后，废水水样中苯酚的降解率可用下式表示：降解率=（A0-A）/A0×10

3、0%；其中，A0表示含酚废水水样的初始吸光度，A表示含酚废水水样光催化降解后的吸光度。CODCr的测定采用重铬酸钾法。1.3实验方法光催化反应在自制反应器中进行，每次加入一定量的含酚废水，反应器底部铺满负载型TiO2催化剂，即可构成试验用的固定床型光催化反应器（见图1）。反应器套在铝箔罩中，在紫外光照射下，可任意调节光距，在稳定的光源条件下反应，隔一定时间取水样测定其吸光度，即可求出在不同反应条件下含酚废水的降解率，并测其CODcr。图1实验装置图Fig.1ExperimentalInstrume

4、nt1.紫外线杀菌灯2.铝箔反光罩3.灯架4.水样5.负载型TiO2光催化剂6.光催化反应池2结果与讨论2.1试验条件的确定取含酚废水水样1L置于反应器内，试验条件如下：A：水样+TiO2；B：水样+UV；C：水样+TiO2+UV，反应1h，每隔15min取一次样，测苯酚降解率，结果如图2。由图2可知，C为最佳反应条件，加入催化剂后，在紫外光照射下苯酚的降解速度加快，苯酚的降解率明显增大，证明苯酚的降解以光催化氧化反应为主[6]，进一步说明TiO2催化氧化将有利于有机物的完全氧化。2.2催化剂Ti

5、O2投加量对降解率的影响取含酚废水水样1L，置于反应器中，在2.1中C条件下，投加不同量的催化剂（投加的量以反应器底部面积来衡量，例如1/3表示催化剂均匀放置时所占底部面积的分数），反应1h后测定降解率，结果见图3。从图3看出，随着催化剂投加量的增加，氧化反应的速度逐渐加快，苯酚降解率增大，说明TiO2催化剂有利于有机物分子氧化到CO2，催化剂投加量取刚好铺满底部为宜。2.3光距对酚类降解率的影响在2.1的C条件下，在反应器底部铺满催化剂，调节光距，在反应1h的条件下，测定对苯酚降解率的影响，结果

6、如图4。由图4可以看出，光距越小，苯酚的降解率越高。但光距太小，其光线部分会加热反应液使之温度升高，并难以控制。但光距太大，会使降解率明显下降。所以，光距选75mm较为合适。2.4废水pH对苯酚降解率的影响取含酚废水水样1L，置于底部铺满TiO2光催化剂的反应器中，光距75mm，调节废水pH为2、4、6、8、10、12，反应1h后测定对酚的降解率，结果如图5所示。由图5可知，pH为2、4、6时，苯酚降解率相差不大，pH为8、10时，降解率相差不大，只有pH为11、12时，苯酚降解率明显下降，且在酸

7、性条件下去除效果比在碱性条件下好。由于废水pH为5.64，处在处理效果好的范围内，因而不必调节水样pH值。2.5光助催化剂对苯酚降解率的影响2.5.1添加微量H2O2对苯酚降解率的影响在2.4的试验条件下，取含酚废水水样1L，分A（TiO2+H2O2+UV），B（TiO2+H2O2）二种情况比较H2O2对降解率的影响，结果如图6所示。由图6可知，废水水样中添加微量H2O2（7.1×10-4mol/L），可以大大提高苯酚的降解率。45min后苯酚降解率达到90%以上。仅加H2O2却不用紫外灯照射的水

8、样反应45min后，苯酚降解率仅为2.55%。这是由于H2O2一方面是电子的接受体，参与了电子的争夺，阻止了TiO2表面光性电子—空穴对的复合，能更多地产生具有很强氧化能力的·OH和O2-2，另一方面，H2O2在紫外灯作用下也能发生光解，产生强氧化性的氢氧自由基，因而苯酚的降解效果明显提高。2.5.2添加微量H2O2和适量Fe3+对苯酚降解率的影响在2.4的试验条件下，取含酚废水水样1L，分A（TiO2+UV+H2O2+Fe3+）、B（TiO2+UV+Fe3+）二种情况比较H2O2