卟啉铁敏化二氧化钛可见光降解甲基橙.pdf

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1、第28卷第5期能源环境保护VoJ．28．NO．52014年10月EnergyEnvironmentalProtectionOct．．2014卟啉铁敏化二氧化钛可见光降解甲基橙张永，周国勋，胡益。，牛朝霞，乐晓妍(1．宁波市环境保护科学研究设计院，浙江宁波315012；2．浙江省工业环保设计研究院有限公司，浙江杭州310005；3．慈溪市公用事业管理中心，浙江慈溪315300)摘要：以卟啉铁为敏化剂，P25为二氧化钛载体．采用化学吸附合成了卟啉铁敏化二氧化钛复合催化剂：FePp／TiO。利用SEM、XRD、DRS、对复合催化剂FePp／TiO2进

2、行了表征和分析，分析结果表明，FePp吸附于二氧化钛表面，未改变二氧化钛的形貌和晶型，卟啉铁使二氧化钛在可见光区(≥420nm)有显著的吸收。可见光降解甲基橙结果表明，与未敏化的TiO相比，FePp／TiO在可见光区(入≥420nlT1)能有效提高甲基橙溶液的降解率，3h降解达到95．8％，并且催化性能稳定，可重复利用。关键词：二氧化钛：卟啉铁；敏化；可见光中图分类号：X821文献标识码：A文章编号：1006—8759(2014)05—0057—031引言二氧化钛光催化技术以其降解效率高、环境型友好、经济成本低廉等特性受到研究者们的关注。但是，

3、二氧化钛只能吸收利用太阳能中的占5％紫外光区，对于占太阳能能量的45％的可见光谱区利用效率低下。为了更好的利用太阳能，拓2试验部分展二氧化钛在可见光区的吸收范围成为人们的研究重点，并取得了一定进展。其中，染料敏化由于2．1试剂与仪器对可见光利用效率高，显示出了较好的应用前景二氧化钛(德国degussaP25)；卟啉铁(阿拉[61丁，分析纯)；甲基橙(杭州化学试剂有限公司，分。染料通过物理或化学状态吸附于二氧化钛表面．在可见光照射下，染料分子吸收光子，被激发产生析纯)；丙酮(杭州化学试剂有限公司，分析纯)。自由电子，然后激发态染料分子将电子注入到

4、TiO磁力搅拌器，氙灯，恒温水槽，XRD，SEM，DRS，的导带上，从而扩大了TiO：波长吸收的范围。紫外可见光分光光度计。本研究工作中，以P25为二氧化钛原料，卟啉2．2样品制备与实验装置铁为敏化剂，通过羧酸键以化学吸附的方式使卟以6p~mol／g—FePp／TiO2(1gTiO2表面负载了6啉铁与TiO表面紧密结合，实现了电子的有效转Ixmol／g的FePp所形成的催化剂)为例说明：向10移和催化剂的性能稳定，合成了FePp／TiO催化mL的丙酮中加入61*mol的卟啉铁(FePp)，待其剂。以甲基橙溶液模拟有机污染物，考察了FePp／溶解

5、后向溶液中加入1g的二氧化钛材料P25，将TiO在可见光下对甲基橙光降解的催化活性，并混合液置于磁力搅拌器上搅拌2h，此时化学吸附对敏化剂吸附量对于光催活性的影响进行了初步达到平衡，将混合液置于真空干燥箱中，温度设定探讨。卟啉铁的分子结构如下：为60℃。干燥12h。得到的样品记为6Ixmol／g—FePpfriO。采用同样的方法制备FePp负载量为3和9l,tool，g的复合材料。光催化反应装置如图1收稿日期：2014—03—06所示·4·高杰聚合氯化铝铁在矿井水处理中的应用前景展望征参数，因而至今PAFC尚无统一的国家标准。今[1】高亮．我国

6、煤矿矿井水处理技术现状及其发展趋势【JJ．煤炭科学技术，2007，35(9)：1-5．后应加强对PAFC共聚机理的理论研究，充分发挥[2]郭中权，王守龙，朱留生．煤矿矿井水处理利用实用技术[J】_煤炭铝盐和铁盐的协同增效作用，使其能够针对矿井科学技术，2008，36(7)：3-5．水中污染物的种类及含量作出不同铝铁配比的调[3]吴钧，周志浩，金云云．聚碱式氯化铝铁的结构及应用研究【Jl】．整。同时要不断改进PAFC的制备方法和性质，为华东化工学院学报，1992，18(1)：119—126．PAFC的生产和运输创造便利条件，促进其在矿井[4]高亮

7、，周如禄，徐楚良，等．煤种与煤矿矿井水水质特征之间的相关性lJ1．能源环境保护，2004，18(6)：46—48．水处理领域得到更广泛和有效应用。[5]周如禄，高亮，陈明智．煤矿含悬浮物矿井水净化处理技术探6结语讨『J1．煤矿环境保护，2000，14(1)：10—12．[6]宁寻安．新型混凝剂聚合氯化锅铁的研制及混凝作用机理【D]．华由于矿井水特殊的行业特征，传统絮凝剂南理工大学(硕士学位论文)，1998，31．PAC在矿井水混凝处理过程中往往投加量大，生『71张立东，张磊，惠远峰．低温低浊松花江原水的强化混凝生产性试验『J]．哈尔滨商业大学学

8、报(自然科学版)，2012，28(6)：668—成的煤泥密实度低，对有机物和油类物质去除效670．果有限，并由此还带来了絮凝剂加药系统、煤泥水[8】陈