论文部分内容阅读
目前,Ti02光催化技术是一种新兴的且具有广阔发展前景的环保技术,尤其在水处理研究中受到了众多研究者的关注。该技术具有无毒、安全、稳定性好、催化活性高、周期短、能耗低等优点,在室温下即可将污染物矿化分解为水,二氧化碳或是无毒害的小分子。但是Ti02光催化技术在实际应用过程中也存在一些不足之处,Ti02在光催化反应的过程中会因为反应产物的吸附、表面羟基的丢失、颗粒的聚合、载体的影响等原因,最终导致催化剂失活。催化剂的活性及寿命是影响光催化技术能否应用到实际中的关键因素,因而研究Ti02的失活机理及再生方法是Ti02光催化技术实际环境应用的前提。本文以刚果红作为模拟污染物,研究了Ti02的光催化活性、失活机理及再生方法问题。主要研究结果如下：(1)在Ti02光催化降解刚果红模拟废水的实验中,TiO2循环使用1、2、3、4、6、8次后,刚果红脱色率依次为86%、83.4%、79.1%、65.1%、46%、18.8%。Ti02在前3次使用中其活性基本保持不变,第4次使用后活性逐渐大幅度降低,当使用8次后活性基本丧失。同时,Ti02表面吸附物的质量随着催化剂使用次数的增加而增加,直到第6次使用后TiO2表面的吸附逐渐趋于平衡,吸附物的质量不再有明显增加。(2)通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)对失活前后的TiO2进行表征与分析。结果表明,造成Ti02失活的主要原因,一是Ti02颗粒的团聚；二是刚果红降解的中间产物,如硫酸盐,硝酸盐及含碳化合物累积在Ti02表面占据催化剂的活性位,并阻碍光子和底物到达催化剂表面,使其光催化活性逐渐降低至失活。(3)失活Ti02经紫外光再生、超声清洗再生、H202清洗再生,再生Ti02对刚果红的最佳脱色率分别为27.4%、41.8%、47.3%,失活Ti02均没得到高效再生。紫外+H202+超声清洗再生是一种联合再生的方法,兼具各单一方法优点,同时相互之间又具有促进作用,失活Ti02经该方法再生后,再生Ti02对刚果红的脱色率达到了82.7%,失活Ti02几乎得到完全再生。焙烧再生也有良好的再生效果,再生Ti02对刚果红的脱色率为81.4%,失活Ti02也同样得到了高效再生。