软性材料负载的改性TiO2对水中除草剂的光催化降解

被引量 : 1次 | 上传用户:zeiwu158
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于我国农业的发展和城市绿化的需要,农药大量研制及使用,造成地下水和地表水农药污染日益严重。除草剂是一种使用地域较广,应用时间较长的农药,且多数为潜在致癌物,其氯代中间产物毒性较高,可污染水体,对自然环境和人类健康造成威胁。2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和阿特拉津杀草功效优良且价格便宜,因而得到了广泛的应用和推广。2,4-D在自然界的平均半衰期为20天,降解产物可在水体或土壤中富集。阿特拉津化学性质相对稳定,只有在高温下才可被强酸或强碱分解,在水中的半衰期为42天。两者均属于内分泌干扰物和潜在的致癌物质。本文探讨了采用改性Ti02作为水环境修复材料,在可见光下修复受2,4-D和阿特拉津微污染水体的性能和影响因素。预备实验表明,改性Ti02并具有选择性。光沉积法制备的Fe掺杂Ti02光催化剂对2,4-D和溶胶凝胶法制备的N、Fe共掺杂Ti02光催化剂对阿特拉津分别具有较好的降解效果。因此,研究了软性材料负载Fe-TiO2可见光催化降解2,4-D的催化活性、影响因素、降解机理及其稳定性;研究了N/Fe-TiO2可见光催化降解阿特拉津的催化活性、影响因素、降解机理及软性材料负载N/Fe-TiO2的负载量及其稳定性。并且分别对这两种改性Ti02光催化剂进行了SEM、XRD、UV-vis表征。研究结果如下:1、软性材料负载Fe-TiO2光催化降解2,4-D的研究。(1) Fe-TiO2的制备及其表征Fe掺量的实验结果表明:掺Fe量为1.0 wt%时,该光沉积法制备的Fe-TiO2光催化剂催化活性最高;XRD表征结果表明Fe-TiO2为锐钛矿和金红石混合晶型,粒径为纳米级;SEM表征结果表明Fe-Ti02晶粒分布更加均匀;UV-vis表征结果表明Fe的掺杂拓宽了Ti02的可见光吸收范围。(2)软性材料负载Fe-TiO2降解2,4-D的影响因素和降解机理的研究研究了软性材料负载Fe-TiO2光催化降解2,4-D的影响因素,得到最佳实验条件为:Fe掺杂量为1.0 wt%,软性材料上Fe-TiO2光催化剂负载量2g/L,溶液的初始pH为4.6,全程曝气,在此反应条件下,反应时间240 min,初始浓度为10 mg/L的2,4-D溶液的降解率可达74.2%。软性材料负载Fe-Ti02光催化降解2,4-D重复实验及实验结果表明,催化剂负载于软性材料上具有较好的稳定性。通过HPLC-MS和TOC测试结果,推断出了2,4-D降解途径。2、软性材料负载N/Fe-TiO2光催化降解阿特拉津的研究(1) N/Fe-TiO2的制备及其表征N、Fe掺量的实验结果表明:掺Fe量为0.5(Fe与Ti的摩尔比),掺N量为0.1(N与Ti的摩尔比)时,该溶胶凝胶法制备的N/Fe-TiO2光催化剂催化活性最高;SEM表征结果表明N、Fe掺杂的Ti02晶粒分布更加均匀;XRD表征结果表明制备的TiO、N-TiO2、Fe-TiO2、N/Fe-TiO2均为单一锐钛矿晶型,粒径均为纳米级:UV-vis的表征结果表明N、Fe掺杂Ti02显著拓宽了其可见光的吸收范围。(2)软性材料负载Fe-TiO2降解2,4-D的影响因素分析及降解机理研究了N/Fe-TiO2光催化降解阿特拉津的影响因素,得到最佳实验条件为:当Fe掺杂量为0.1时,N掺杂量为0.5时,N/Fe催化剂投加量1 g/L,溶液的初始pH为5.8,全程曝气,在此反应条件下,反应时间6 h,初始浓度为10 mg/L的阿特拉津溶液的降解率可达90.3%;在软性材料上,N/Fe-TiO2催化剂最佳负载量及其重复性研究表明:最佳负载量为2.25 g/L,且催化剂稳定性较好;通过分析]3PLC-MS和TOC测试结果推断出阿特拉津降解途径中可能存在三种途径。上述实验表明,采用光沉积法制备的Fe-TiO2负载于软性材料上,负载量为2 g/L,2,4-D的光催化降解效率为4 h达到60%。采用溶胶凝胶法制备的N/Fe-TiO2负载于软性材料上,负载量为2.25g/L,阿特拉津的光催化降解率为8h达到55.1%。这与2,4-D在自然界半衰期为20 d、阿特拉津半衰期为42 d相比,明显提高了降解效率,具有水环境修复技术应用的前景。
其他文献
苯酚属高毒类化合物,人体摄入一定量后会出现急性中毒反应,长期饮用被苯酚污染的水体可引发瘙痒、贫血、头晕及神经系统障碍。含苯酚废水不仅对人类有很大的危害性,而且也会
堆肥是生活垃圾资源化利用的有效手段,但堆肥过程中常伴随大量温室气体N2O产生,从而导致堆肥氮素的损失和肥效的降低。目前,多数研究主要采用改良堆肥工艺参数来抑制N2O的排
多氯联苯是一类典型的持久性有机污染物,广泛存在于土壤、底泥、水体和大气中,其中底泥沉积物是多氯联苯污染累积最多的汇之一,也是累积后释放污染的重要的源。通过微生物代
<正> 近年来,随着生物电子学的迅速发展,体表胃电研究的进一步深入,胃疾患无创诊断的需要,安徽中医学院经络所与合肥科学仪器实验厂联合研制成我国第一台胃电图仪,即EGG-1A型
CO2是最主要的温室气体之一,为缓解温室效应,CO2的处理相当重要。然而,CO2分子相对稳定,传统的催化以及热化学方法很难将其活化。介质阻挡微等离子体技术结合了非平衡等离子
汞是一种严重危害环境和人体健康的全球性污染物之一,它具有易挥发性、重毒性、持久性和生物积累性。燃煤大气汞排放是汞污染的重要人为来源,而在燃煤烟气中,元素汞(Hg0)又是
近年来随着我国经济建设的迅速发展,城市人口的快速增长使以燃用原煤为主的城市能源消费量呈现出上升趋势,从而加重了城市大气污染。此研究以乌鲁木齐冬季南部大气为研究对象
污水生物脱氮过程作为大气中N2O的一个重要人为来源,近年来其产生量值有逐年增大的趋势,对污水生物脱氮过程产生的N2O进行有效减排控制目前已成为大气污染控制及水污染控制领
核能的和平利用一直备受关注,防核扩散性能也是评价4代堆性能的4大指标之一,为建立满足4代堆核能系统标准的钍基熔盐堆核能系统,需对其防核扩散性能进行评价。因此,本文基于
为了探讨天麻素(Gastrodin)对Aβ1-42致痴呆大鼠的药理作用及其作用机制,本研究主要通过向SD大鼠海马区微注射Aβ1-42建立大鼠痴呆模型,并在此模型的基础上评价天麻素对阿尔