TiO2光催化氧化处理炼化废水的影响因素探析.pdf

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1、实验与研究TiO2光催化氧化处理炼化废水的影响因素探析InfluencefactorsexplorationofTiO2photocatalyticoxidationinrefiningandchemicalwastewatertreatment夏德强本莲芳张海亮刘昱辰黄菊（兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州730060）摘要：介绍了TiO2光催化氧化处理炼化废水的机理，列举了TiO2光催化氧化技术处理废水的影响因素，展望了TiO2光催化氧化技术在处理炼化废水中的应用前景，提出了提高TiO2光催化氧化效率的方法。关键词：TiO2光催化氧化；废水处理；影响因素；氧化效率Abstrac

2、t:ThemechanismofTiO2photocatalyticoxidationinrefiningandchemicalwastewatertreatmentwasintroduced,andtheinfluencefactorswerelisted.Then,theapplicationprospectofthistechnologywasexpected.Atlast,methodsofhowtoincreaseTiO2photocatalyticoxidationefficiencywereproposed.Keywords:TiO2photocatalyticoxidatio

3、n；wastewatertreatment；influencefactors；oxidationefficiency中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)06-0033-02炼化废水主要污染物包括重金属、硫化氢、氨化合物、2TiO光催化效率的影响因素及影响机2烃类化合物、偶氮类物质、石油类等，由于其有机物含量高，理且多为有毒有害、难降解物质，可生化性较差，属于极难处理的一类废水。光催化氧化技术因其突出的优势，已成2.1催化剂的粒径与用量[1]-为最具发展前景的炼化废水处理热点方法。光催化氧化光催化降解废水中有机物的速度与光生载流子e和+是指在常温常压下利用

4、光催化剂、光和空气将有机物降解，h的浓度有关。TiO2表面光生载流子的浓度又与其粒径并最终转化为CO2、H2O、无机盐等，其具有反应速度快、有关，粒径越小，比表面积越大，表面原子越多，活性越高，耗时短、反应条件温和、操作条件易控、无二次污染、安光吸收效率越强。因此，纳米TiO2是一种高效的光催化剂。全经济等优点。而且，TiO2用量不宜过大（2-4g/L为宜），否则会造成[5]入射光屏蔽散射，降低紫外光透过率，削弱TiO2的光1TiO光催化氧化的反应原理激发过程，降低光解效率。22.2光源与光强目前比较成熟的光催化氧化作用机理是基于半导体由于TiO2的禁带宽度为3.0~3.2eV，故只有在入射

5、[2]+能带理论的电子-空穴作用原理，如图1所示。光波长<387nm时,才能激发产生电子e-和空穴h。因此，光源选择比较灵活，如汞灯、紫外灯、杀菌灯等均可。光强直接影响光子数量，光强越大，光子数量越多，TiO2表面的价带空穴越多，反应速率越快。在低光强下，降解速率正比于光强；在中等强度的光强下，降解的速率正比于光强的平方根。另外,真空紫外灯催化氧化过程中，O2吸收辐射能量后会产生O3，且O2的吸收系数随紫外灯功率的增大而增大，O3的产生量也随之增加，氧化效率增大。图1TiO2光催化氧化的原理但光强过强，会导致中间氧化物在催化剂表面的竞争性复合，减弱光催化效果。在紫外光照射下，光子的能量大于半

6、导体TiO2禁2.3溶液pH值-带宽度（3.0~3.2eV），导致价带上的电子(e)被激发到溶液pH值影响界面的电荷性质及TiO2颗粒表面的+[3]导带上，并在价带上产生空穴(h)。价带空穴是良好的电荷分布，影响有机物在溶液中的分散性及其在TiO2表[6][7]氧化剂，具有很大的反应活性，与光催化剂表面吸附的面的吸附效果。Maria等认为突然改变浓水的pH值OHˉ、H2O或O2反应生成具有强氧化性的·OH，而跃会降低TiO2的平带电位，削弱光生空穴的氧化能力降[4]迁的电子被氧俘获形成超氧基负离子·O2ˉ和H2O2。低，导致光催化活性下降。一般认为，TiO2的等电点为[8]+2+这些强化剂可

7、以将水中的各类有机污染物氧化，并最终矿pH=6.2。当pH<6.2时，发生TiOH+H→TiOH反应，-化为CO2、H2O。使TiO2表面带正电荷；当pH>6.2时，发生TiOH+OH-→TiO+H2O反应，使TiO2表面带负电荷。炼化废水中的基金项目：2015年省高等学校科学研究项目资助项目（2015A-183），兰州石化职业技术学院科研项目（KY2015-03）33实验与研究有机物水化后带负电，故在酸性条