多溴联苯是一类十分常用的溴代阻燃剂,由于其不易燃烧,高温下可以分解出强还原剂.溴原子,捕获燃烧反应产生的·OH和·O·游离基,且会分解出密度较大的不燃气体,覆盖于燃烧物表面,隔绝或稀释了空气,从而达到阻止燃烧的目的。因此被作为添加型阻燃剂广泛加入到电子电气产品的塑料部件、橡胶零件、电线、绝缘胶布、泡沫、建筑材料和汽车内饰布等纺织品中。但由于本身难溶于水且具有亲脂性,通过各种渠道进入环境中后易吸附于土壤和沉积物中,经过食物链富集进入动物和人体影响生物的生殖、发育和内分泌系统。
　　 纳米TiO2光催化技术是近几十年学术界研究的焦点。其具有廉价、稳定、催化效率高、无毒等特点,可以用于水、大气和污水处理等领域利用光能还原重会属离子、杀菌、除异味和有效催化降解难降解有机物并将其矿化为H2O和CO2,防止二次污染。
　　 本研究使用水热法合成TiO2纳米管和掺杂了N、Gd、Gd:N(1:1)的TiO2纳米管。管外貌均匀,中空、两端开口,且X-射线衍射图谱均有明显的锐钛矿型衍射峰。
　　 实验摸索出使用Waters1525-2998高效液相色谱仪测定甲醇中的4,4-二溴联苯的最佳条件,使用自主合成的TiO2纳米管对水溶液中的4,4-二溴联苯进行光催化降解,样品通过固相萃取柱萃取,甲醇洗脱后,通过高效液相色谱仪测定,发现具有较好的光催化降解效果。在高压汞灯的照射下,4,4-二溴联苯发生了脱溴等分解反应,最终在水溶液中得到去除。掺杂不同物质的TiO2纳米管光催化降解效率也不同,总体上符合锐钛矿型的特征衍射峰越大光催化降解率越高的趋势。对未掺杂的TiO2纳米管光催化降解4,4-二溴联苯的过程进行了动力学研究,结果显示其降解过程符合Langrnuir-Hinshelwood动力学模式。
　　 影响TiO2纳米管光催化氧化的因素有很多,不同的光源、反应液初始浓度、纳米管添加量、Ph值都会对4,4-二溴联苯的光催化降解过程有明显的影响。结果表明,高压汞灯作为光源的光催化降解率明显高于氙灯光源;4,4-二溴联苯的光催化降解率随着反应液初始浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在初始浓度为6ppm时降解率最高;随着纳米管添加量的增加,4,4-二溴联苯的光催化降解率也呈现先升高后降低的趋势,对于250Ml浓度为6ppm的反应液来说,最佳的纳米管添加量为0.01g;Ph值的变化对4,4-二溴联苯光催化降解率的影响最为明显,在Ph=1、11时光催化降解率最高,在Ph值呈中性时催化降解率相对较低。
　　 实验还考察了在反应液中加入不同物质后对光催化降解过程的影响,在反应液中通入O2后的降解率明显高于通入氮气的情况,结合光催化反应的机理说明氧气是光催化降解反应的重要反应物。添加5-10ppm的Fe3+、Fe2+和Cu2+均抑制了光催化降解过程的进行。可以看出在一定浓度范围内Fe3+、Fe2+和Cu2+对光催化降解是有抑制作用的。