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光催化氧化技术因具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广及可减少二次污染等突出特点,在有机废水处理中备受关注。纳米TiO2具有比表面积大、无毒、成本低和使用寿命长等优点,在光催化降解领域应用前景广阔。但纳米TiO2呈强极性,粒子表面能高,在水及有机介质中易团聚,使纳米TiO2有效作用面积下降,在实际应用中受到很大的限制。同时有机污染物在纳米TiO2表层覆盖率低,纳米TiO2禁带宽度为3.2eV,其光催化特性只限于紫外波段,光响应范围窄,难以有效利用太阳光,影响纳米TiO2对有机污染物的吸附和光降解性能。解决上述问题的主要途径是对TiO2催化剂进行改性。印染行业是工业废水排放大户,印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点。含酚废水来源广,酚类物质已被我国、USEPA列为优先控制污染物。高效、经济、便捷地处理上述有机废水是污染控制化学,特别是环境光化学的研究热点。通过本论文的研究,得出以下结论:(1)建立了纳米TiO2表面修饰新技术:通过化学吸附法对纳米TiO2进行表面修饰,制备新的光催化剂:5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2;(2)经过5-磺基水杨酸表面修饰的纳米TiO2具有以下特点:a.纳米粉体表面的可润湿性提高;b.增强了纳米粉体在介质中的界面相容性,提高其在介质中的分散性,避免团聚;c.增强吸附剂与有机废水中污染物的亲和力,提高有机污染物在纳米WiO2表层的覆盖率;d.扩大TiO2对波长响应范围,响应范围扩大至可见光区;e.光致产生羟基自由基产量高于纳米TiO2,提高了光催化效果;(3)为甲基紫可见光光降解提供一种新型的光催化剂。对比不同光照条件(避光、紫外灯、高压汞灯、日光色镝灯)下纳米TiO2和5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2处理甲基紫废水的效果,5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫溶液的去除率均高于纳米TiO2。以日光色镝灯为光源,5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫光催化降解率均高于紫外光和高压汞灯光照条件。5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫废水最佳光催化降解条件为:pH=9,甲基紫浓度为60mg/l,催化剂投加量为8.0g/l,日光色镝灯光照100min,去除率为91.3%;(4)为酚类污染物的光催化降解提供一种新方法。以日光色镝灯为光源,60mg 5-磺基水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子与pH=4,20mg/l对硝基苯酚溶液反应60min,光催化降解率由避光条件下的50.6%提高至92.6%,该方法优于其他处理方法;(5)采用茜素紫分光光度法问接测定光致产生羟基自由基量,光照(高压汞灯、日光色镝灯)条件下,5-磺基水杨酸修饰纳米TiO2光致产生羟基自由基产量均高于纳米TiO2。可见,通过简单的表面修饰技术,可提高纳米TiO2对含芳香族污染物废水的处理效果,为有机废水的处理提供新型光催化剂和深度处理新方法。