论文部分内容阅读
染料是一类生物毒性大、可生化性差、难以降解的有机污染物。据统计,我国每年有6-7亿吨染料废水流入各种水体中,对水质、土壤造成一系列的环境危害,对生物、人类也造成不同程度的危害。因此,我们应对染料废水的综合防治给予高度重视。高级氧化法中的Ti02光催化氧化技术是近些年来快速发展起来的新兴水处理技术,因其具有化学稳定性好、无毒、选择性小、低廉等优势而成为研究热点。但是Ti02受其表面活性、颗粒尺寸、光响应范围等因素的限制,光催化降解有机污染物的效率一直不高,因此可以采用多种手段来对其进行改性。本论文基于聚邻苯二胺PoPD具有的共轭大Π键、吸附能力强等特点,将邻苯二胺沉积聚合在Ti02表面制备出复合光催化剂,有望提高TiO2对染料的吸附性能和光催化活性。同时,探讨了复合光催化剂对染料废水的光催化性能。本论文包括以下三部分内容:(1)采用原位聚合法,在Ti02纳米颗粒存在的情况下用紫外光引发邻苯二胺聚合,成功制得聚邻苯二胺敏化二氧化钛PoPD/TiO2复合光催化剂。在这种方法中,Ti02在紫外光照射下产生的羟基自由基取代了传统的氧化剂,如过硫酸铵,引发邻苯二胺单体聚合于Ti02表面。考察了PoPD/TiO2复合光催化剂在合成过程中光引发时间、原料oPD/TiO2的摩尔比、pH值、反应温度等因素的影响,并以亚甲基蓝为探针,选择出最佳的制备条件。(2)运用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子电镜(TEM)、扫描电子电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见固态漫反射(UV-vis/DRS)等技术对复合光催化剂进行了表征。结果显示,在Ti02表面形成了一层厚度适中的致密的导电聚邻苯二胺层,它可以增强催化剂对有机污染物的吸附作用,还可以增强对可见光的使用效率。(3)以氙灯为光源,对PoPD/TiO2复合光催化剂分别光催化降解亚甲基蓝(MB)和酸性品红(AF)的过程进行了研究。考察了溶液初始浓度、溶液pH值、反应温度、催化剂用量等多种因素对光降解效率的影响。结果表明,在最佳的降解条件下,PoPD/TiO2复合光催化剂对染料的吸附率和光降解脱色率明显高于纯Ti02样品。根据Langmuir-Hinshelwood方程,在低浓度下光脱色反应符合准一级反应动力学方程。此外,该复合光催化剂具有良好的循环使用性。