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本文在阐述多酸的一般性质以及多金属氧酸盐(POM)在均相和多相水环境中光催化降解有机污染物的催化性能和机理的基础上,以253.7nm紫外灯、500W氙灯和太阳光为光源,研究了Keggin型多金属氧酸——H3PW12O40对模拟染料废水活性艳橙(KGN)溶液的光催化脱色降解性,研究了该反应动力学、影响反应速率的各项因素,并对H3PW12O40光催化作用机理进行了初步探讨。本文还比较了不同光催化剂磷钨酸、硅钨酸和二氧化钛及不同光源对KGN溶液光解脱色的效果。 结果表明,磷钨酸对KGN溶液的光催化反应可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程描述,在较低浓度(≤30mg/L)下光催化降解过程为准一级反应,且随KGN初始浓度的升高,光解反应级数将由一级逐渐经过分数级而下降到零级。溶液的初始浓度C0、光强I、催化剂投加量、溶液初始pH、H2O2以及无机离子对磷钨酸光催化KGN降解效果均有较大影响。一般情况下,对于低浓度KGN染料溶液,高光强表现为一级反应,低光强表现为零级反应;不同初始浓度的KGN水溶液,催化剂有不同的最佳投量,对本实验的10mg/LKGN溶液,H3PW12O40最佳用量为0.6g/L;磷钨酸在pH值小于2时对活性艳橙光催化脱色反应比较快;在特定条件下,KGN溶液的脱色速率在(H2O2+H3PW12O40)/UV光催化体系作用下比在单独的H2O2/UV光催化体系或H3PW12O40/UV光催化体系作用下都高;共存无机离子(Mg2+、Ca2+、Mn2+、Al3+、Cu2+、Ba2+、NO3-、SO42-、PO43-、Cl-、CO32-)对H3PW12O40光解KGN反应产生不同程度的影响。紫外灯辐照下磷钨酸的光催化能力可媲美二氧化钛,在日光下磷钨酸虽略逊于二氧化钛,但光照相同时间后KGN溶液也已达到可生物降解的程度,硅钨酸光催化降解能力较差。 利用紫外—可见分光光度计和高效液相色谱仪等多种分析方法,初步研究了活性艳橙的光催化氧化降解过程,表明磷钨酸光催化降解KGN的可能机理为:OH自由基进攻氧化作用和POM直接光催化氧化的协同作用,不完全同于TiO2光催化降解机理。