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利用光化学技术处理有机污染物,对环境保护和太阳能利用都有重要的意义。由于传统的光催化技术大都采用紫外光源,而复合型纳米催化剂可以拓宽光谱响应范围以增加太阳能可见光的利用率,制备合适的纳米催化剂,已经成为光催化领域迫切需要解决的难题。
本文分别采用浸渍法和sol-gel法制备了二类复合Fe2O3/TiO2、Ag/TiO2催化剂。选用了二种酚(邻甲酚、对甲酚)、二种染料(活性紫X-2R、活性蓝M-2GE)作为目标污染物,在日光色镝灯照射下进行了光降解的试验研究。
采用Fe2O3/TiO2作为催化剂,邻甲酚、对甲酚作为降解物,详细考察了催化剂制备方法、光照时间、催化剂重复使用次数、初始浓度、催化剂焙烧温度、催化剂使用量、Fe3+浓度等因素对光解酚的影响,同时推导了它们光催化降解的反应级数、反应速率常数及半衰期,并探讨了降解机制和反应历程。得出的主要结论为:(1)最优光解条件:500℃焙烧下制备的1%Fe2O3/TiO2(n)作为催化剂,投加量为3g/l,pH值为弱酸性;(2)在较宽的浓度范围内,服从一级动力学反应,而且随着有机物浓度的增大,反应速率常数不断减小;(3)催化剂可以重复使用多次,但受表面铁离子流失的影响,重复使用时催化剂的活性会有逐步降低;(4)Fe3+有利于光解反应的进行;(5)对酚污染物的TOC有较好的去除效果;(6)GC/MS检测结果表明:对甲酚降解可能的产物为C6的烯醇类,而邻甲酚的降解产物可能为C7烯醇类。
采用Ag/TiO2作为催化剂,活性紫X-2R、活性蓝M-2GE作为降解物,同样考察了制备方法、光照时间、初始浓度、催化剂使用量等因素对光解染料废水的影响。得出的主要结论为:(1)最优光解条件:2%Ag/TiO2作为催化剂,投加量2g/l,pH=2~5;(2)在较宽的浓度范围内,)服从一级动力学反应;(3)重复使用的催化剂的活性会有所降低。