表面修飾納米TiO-,2-光催化降解有機(jī)廢水研究.pdf

1、光催化氧化技術(shù)因具有效率高、能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、適用范圍廣及可減少二次污染等突出特點(diǎn)，在有機(jī)廢水處理中備受關(guān)注。 納米TiO2具有比表面積大、無毒、成本低和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在光催化降解領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。但納米TiO2呈強(qiáng)極性，粒子表面能高，在水及有機(jī)介質(zhì)中易團(tuán)聚，使納米TiO2有效作用面積下降，在實(shí)際應(yīng)用中受到很大的限制。同時(shí)有機(jī)污染物在納米TiO2表層覆蓋率低，納米TiO2禁帶寬度為3.2eV，其光催化特性只限

2、于紫外波段，光響應(yīng)范圍窄，難以有效利用太陽光，影響納米TiO2對有機(jī)污染物的吸附和光降解性能。解決上述問題的主要途徑是對TiO2催化劑進(jìn)行改性。 印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)。含酚廢水來源廣，酚類物質(zhì)已被我國、USEPA列為優(yōu)先控制污染物。高效、經(jīng)濟(jì)、便捷地處理上述有機(jī)廢水是污染控制化學(xué)，特別是環(huán)境光化學(xué)的研究熱點(diǎn)。 通過本論文的研究，得出以下結(jié)論

3、： (1)建立了納米TiO2表面修飾新技術(shù)：通過化學(xué)吸附法對納米TiO2進(jìn)行表面修飾，制備新的光催化劑：5—磺基水楊酸表面修飾納米TiO2； (2)經(jīng)過5—磺基水楊酸表面修飾的納米TiO2具有以下特點(diǎn)：a．納米粉體表面的可潤濕性提高；b．增強(qiáng)了納米粉體在介質(zhì)中的界面相容性，提高其在介質(zhì)中的分散性，避免團(tuán)聚；c．增強(qiáng)吸附劑與有機(jī)廢水中污染物的親和力，提高有機(jī)污染物在納米TiO2表層的覆蓋率；d．?dāng)U大TiO2對波長響應(yīng)范

4、圍，響應(yīng)范圍擴(kuò)大至可見光區(qū)；e．光致產(chǎn)生羥基自由基產(chǎn)量高于納米TiO2，提高了光催化效果； (3)為甲基紫可見光光降解提供一種新型的光催化劑。對比不同光照條件(避光、紫外燈、高壓汞燈、日光色鏑燈)下納米TiO2和5—磺基水楊酸表面修飾納米TiO2處理甲基紫廢水的效果，5—磺基水楊酸表面修飾納米TiO2對甲基紫溶液的去除率均高于納米TiO2。以日光色鏑燈為光源，5—磺基水楊酸表面修飾納米TiO2對甲基紫光催化降解率均高于紫外光和

5、高壓汞燈光照條件。5—磺基水楊酸表面修飾納米TiO2對甲基紫廢水最佳光催化降解條件為：pH=9，甲基紫濃度為60mg/l，催化劑投加量為8.0g/l，日光色鏑燈光照100min，去除率為91.3％； (4)為酚類污染物的光催化降解提供一種新方法。以日光色鏑燈為光源，60mg5-磺基水楊酸表面修飾的TiO2納米粒子與pH=4，20mg/l對硝基苯酚溶液反應(yīng)60min，光催化降解率由避光條件下的50.6％提高至92.6％，該方法優(yōu)