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1、2光催化剂在染料废水处理中应用'>TiO2光催化剂在染料废水处理中应用［摘要］染料废水具有色度大、组分复杂、水质变化大等特点，且染料中的有毒成分如硝基化合物和胺基化合物等具有很大的生物毒性，可造成严重的水污染。目前，国内外主要采用生物法处理此类废水，但由于大部分染料的可生化性较差，生物法仅可对染料起吸附作用而不是降解作用，并且染料中Cu、Cr等重金属还会是微生物中毒而失去活性，因此该法处理效果差。而光催化氧化法是近些年发展起来的废水处理新方法，具有运行稳定、处理效果好、无二次污染等优点。目前光催化技术的研究主要集中
2、在高效催化剂的制备和选择上。为此，笔者通过实验，采用偶联剂法将纳米Ti02黏结在聚丙烯多面球表面，研究负载型纳米TiO2光催化剂对亚甲基兰染料溶液降解的动力学规律。［关键词JT102光催化剂亚甲基兰染料废水降解动力学［中图分类号］X52［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-7-279-21实验仪器、试剂与实验方法1.1实验仪器和试剂实验仪器有：电子分析天平（BS210S,北京赛多利斯天平有限公司）；分光光度计（DR/2500,HachCompany）；紫外高压汞灯（GZZ型，500W,上海亚明灯泡
3、厂有限公司）。实验试剂：纳米Ti02粉末（上海上惠纳米科技有限公司）；钛酸酯偶联剂，化学纯（南京曙光化工集团有限公司）;亚甲基兰染料（上海盈元化工有限公司）。1.2实验方法1.2.1纳米Ti02光催化剂的制备将纳米Ti02粉体置于一定量的蒸憎水中，用超声波分散后形成Ti02悬浮溶液，将超声波清洗过的聚丙烯多面球（规格为①38、比表面积325ni2/m3、空隙率91%、堆重83kg/m3）浸入用乙醇溶液稀释的钛酸酯偶联剂中并缓慢搅拌，稀释比例为1：1;将聚丙烯多面球取出后放入Ti02悬浮溶液，继续搅拌，然后放入烘箱中
4、干燥（8（TC以下）2h,即制的稳定的负载纳米Ti02的聚丙烯多面球。经差减法计算得知，每个小球可附着约0.137gTi02；附着有纳米Ti02光催化剂的小球从外观看，呈白色，膜层不是非常均匀，用手擦拭，不易脱落。1.2.2分析方法取1L亚甲基兰染料溶液于烧杯中，并在其中放置10个负载纳米Ti02薄膜的聚丙烯多面球。烧杯底部用磁力搅拌器搅拌，烧杯上方是功率为500W紫外线高压汞灯，光源高度固定为200mm,即构成实验用光催化反应器(见图1-1)。配置不同浓度的亚甲基兰染料溶液，在紫外线高压汞灯照射下，经过一定时间的
5、光催化氧化反应，测定反应后溶液在亚甲基兰染料的最大吸收波长入(665m)处的吸光度变化,并计算出亚甲基兰染料溶液的脱色率。根据脱色率的变化来对整个反应过程进行分析和评价，讨论光催化降解的动力学规律。亚甲基兰溶液的脱色率计算公式为脱色率(%)=(AO-A)/A0X100%式中：A0为亚甲基兰溶液的初始吸光度值；A为亚甲基兰溶液催化反应后的吸光度值。2光化学反应器处理效果的影响因素以亚甲基兰为代表物模拟染料废水作为实验研究对象，利用光催化氧化法进行降解处理，研究了纳米Ti02的添加量、光照强度和溶液初始浓度等因素对有机
6、废水光催化氧化处理效果的影响。2.1纳米T102的添加量对处理效果的影响改变纳米Ti02的添加量，分别在同一初始浓度的亚甲基兰废水中投加300,600,900个固载化纳米Ti02填料小球，就此考察不同纳米TiO2的添加量对于亚甲基兰溶液脱色率的影响。本实验中处理水量为100L,亚甲基兰溶液的浓度为15mg/Lo实验所得数据见表2-1和图2-1。从表2-1和图2-1可以看出，在相同的Ti02添加量情况下，随着时间的增长，污水的脱色率呈上升趋势，说明光化学反应能在一定的时间内持续发生，并一直在处理废水。并且脱色率的增长
7、趋势也基本上是呈一条直线，说明了TiO2的降解能力能保持相当长的一段时间。而当T102用量逐渐增大时，在相同的时间内脱色率也呈上升趋势，在240min稳定处理后，催化剂为300,600,900个固载化纳米Ti02填料小球的亚甲基兰废水脱色率分别可达62.3%,72.8%,90.7%o从实验所得数据分析，最佳处理效果为900个固载化纳米Ti02填料小球作为催化剂。TiO2添加量对于脱色率有如此的影响，笔者认为由于TiO2添加量的增加，光催化活性中心也随之增加，自由基的生成速度亦增加，自由基浓度增加，促使光降解反应速度
8、加大，这样就更加快了色度的去除率。2.2光照强度对处理效果的影响改变紫外光照射的强度，在相同的进水浓度下，分别设置为4X65W,3X65W,2X65W,1X65W紫外光照射，就此考察紫外光强度对于出水色度去除率的影响。此时，处理水量为100L,反应器内亚甲基兰废水浓度为15mg/L,在900个固载化纳米Ti02填料小球的情况下测定。实验所得数据见表2~2和图
