TiO-,2-光催化降解氨氮廢水的研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，含氮化合物排放量急劇增加。氨氮已成為環(huán)境的主要污染物，并引起了社會各界的關(guān)注。開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的除氮技術(shù)成為水污染治理的重點和熱點。 TiO<,2>光催化技術(shù)作為一種新的水處理方法，具有能耗低、操作方便、反應(yīng)條件溫和、無二次污染等突出優(yōu)點。本文應(yīng)用TiO<,2.光催化技術(shù)對氨氮的降解進(jìn)行了研究。實驗以氨氮為處理對象，從TiO<,2>光催化劑的制備條件、TiO<,2>摻雜貴金屬Pt的改性和應(yīng)用負(fù)載改性后的光催化

2、劑降解實際氨氮廢水三個方面對氨氮的光催化降解作了研究。探討了溶膠一凝膠法制備TiO<,2>過程中原料的配比和制備工藝條件對Ti02光催化降解氨氮的催化活性的影響；貴金屬Pt的摻雜對TiO<,2>降解氨氮的光催化活性影響；負(fù)載型Pt/TiO<,2>光催化劑對氮肥廠氨氮廢水的降解工藝等。得出以下結(jié)論： (1)分別采用單因素實驗和正交實驗設(shè)計，以氨氮為降解對象進(jìn)行光催化活性實驗，討論溶膠．凝膠制備過程中各因素對TiO<,2>光催化降解

3、氨氮活性的影響，確定TiO<,2>光催化劑應(yīng)用于氨氮降解的最佳制備工藝。本試驗確定的最優(yōu)制備條件為：水解反應(yīng)溫度30℃，催化劑焙燒溫度為500℃，n(H<,2>O)/n[Ti(OC<,4>H<,2>)<,4>]=5；n(C<,2>H<,5>OH)/n[Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>]=20；n(HNO<,3>)/n[Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>]=O.3； (2)為提高tiO<,2>的光催化活性和更有效的將氨氮

4、轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物N<,2>，實現(xiàn)氮的徹底去除，本文對TiO<,2>進(jìn)行了Pt摻雜改性，制備了光催化劑：Pt/TiO<,2>。并用光催化法使水中的氨氮，經(jīng)由光催化氧化氨氮、還原亞硝態(tài)氮形成氣態(tài)產(chǎn)物N<,2>，實現(xiàn)水體徹底脫氮。實驗考察了負(fù)載Pt的含量、pH值、Fe<'2+>的添加對光催化劑催化氨氮活性的影響以及在太陽光照射下自制Pt/TiO<,2>對氨氮的降解效果。實驗表明在堿性條件下光催化劑對氨氮有較好的去除效果，載鉑量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.

5、5％的Pt/TiO<,2>光催化劑對氨氮的降解率最大，此時降解率為87.60％。且在Fe<'2+>的存在下，沒有硝態(tài)氮等副產(chǎn)物的產(chǎn)生，對氨氮的降解率為86.92％。體現(xiàn)了該催化劑具有將氨氮轉(zhuǎn)化為N<,2>的良好光催化氧化選擇性。在太陽光照射下該催化劑對氨氮有一定的降解效果，試驗自制的Pt/TiO<,2>光催化劑在太陽光照射下，當(dāng)氨氮初始濃度為100mg/L時，對氨氮的降解率為60.39％。 (3)采用自制的負(fù)載型Pt/TiO<,

6、2>光催化劑處理初始氨氮濃度為342.56mg/L的某氮肥廠氨氮廢水。研究表明催化劑的負(fù)載次數(shù)、催化劑的投加量、光照強(qiáng)度、pH值、反應(yīng)時間等工藝條件都對光催化降解氨氮有一定的影響：負(fù)載兩次的光催化劑Ⅱ-Pt/TiO<,2>對氨氮的處理效果最好，此時載體負(fù)載Pt/TiO<,2>的量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為10.30％；催化劑的最佳投加量(以Pt/TiO<,2>計)為2．5g/L；pH值對氨氮的降解效果有較大影響，本試驗中，pH=8時反應(yīng)效果最好；實