兩種活性炭負(fù)載型TiO2光催化劑對腐殖酸的光催化降解特征.pdf

1、腐殖酸(HA)是廣泛存在于水體中的主要污染物質(zhì)。自20世紀(jì)70年代開始，去除天然水體中的腐殖酸的方法逐漸從生物處理、化學(xué)處理、熱處理、催化氧化和相轉(zhuǎn)移等傳統(tǒng)化學(xué)氧化方法發(fā)展到以光催化氧化為主的高級氧化技術(shù)。二氧化鈦(TiO2)憑借其無毒、無腐蝕性、催化能力強、化學(xué)穩(wěn)定性好、可重復(fù)利用等優(yōu)點在眾多光催化劑中脫穎而出，已經(jīng)成為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ拇呋瘎Ｈ欢鳷iO2粉末催化劑存在反應(yīng)后分離較困難且低濃度下污染物分子與TiO2的碰撞率很低，光生

2、電子-空穴復(fù)合率高，反應(yīng)速率較慢等缺點限制了TiO2的工業(yè)化推廣。為此本文采用溶膠-凝膠方法和超聲輔助溶劑揮發(fā)自組技術(shù)制得TiO2/AC負(fù)載型光催化劑。研究了改性的TiO2/AC負(fù)載型光催化劑對腐殖酸的吸附、光催化活性。通過一系列的實驗研究與分析，本課題取得了如下研究成果：
　?。?）采用溶膠-凝膠方法和超聲輔助溶劑揮發(fā)自組技術(shù)制得了TiO2/AC負(fù)載型光催化劑。利用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡

3、(SEM)等手段對光催化劑的組成、結(jié)構(gòu)、尺寸等特征進行了表征。結(jié)果表明：活性炭（AC）可提高二氧化鈦（TiO2）分散性能，降低TiO2團聚體的尺寸，TiO2與AC接觸界面處有Ti-O-C鍵生成。表面活性劑改性的TiO2/AC催化劑具有更多的孔道結(jié)構(gòu)，更大的比表面積，這有利于提高光催化性能。
　　（2）對腐殖酸UV254降解動力學(xué)研究表明，腐殖酸光催化降解的UV254值遵循一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律，可以用修改的L-H模型進行描述。腐殖酸光

4、催化降解的光譜特征表明：改性后的催化劑投加量為1g/L、反應(yīng)8h可使腐殖酸分子量的降低量為97.8％，而加入表面活性劑改性的催化劑對腐殖酸分子量的降低量可達98.1%。相同條件下，改性后催化劑使腐殖酸芳香度降低量比未改性TiO2提高了1.9倍，而加入表面活性劑改性的催化劑則相比未改性TiO2提高了2.4倍。
　?。?）陽離子表面活性劑CTAB對光催化降解腐殖酸有抑制作用，在表面活性劑CTAB濃度低于臨界膠體濃度時，隨著濃度的增加，