CdS-TiO2的制备、表征及其可见光下对黄连素的光催化降解.pdfVIP

第39卷第3期 水处理技术 V01．39No．3 OF WATERTREATMENT 67 型!竺3月TECHNOLOGY Mar。2013 ————————————————————————————————————————————————————————————～ ：! CdS—Ti02的制备、表征及其可见光下 对黄连素的光催化降解 艾翠玲，郭锐敏，许俊鸽 (福州大学土木工程学院，福建省光催化重点实验室。省部共建国家重点实验室培育基地，福建福州350108) 结构表征。结果表明，复合催化剂中TiO：主要以锐钛矿形态存在，颗粒尺寸约为25rim；CdS以四方相形态存在，颗 粒尺寸约为12 nfIl。偶联剂投加量的增加可促进催化剂对可见光的吸收能力，使吸光边界扩展到570nm，进入可见 光区域。可见光体系中，催化剂投加量1．5 g／L、黄连素初始质量浓度80mg／L的条件下，各催化剂4h内对黄连素的 降解效果依次为：CdS．Ti02CdSTi02。CdS．TiOz可实现电子在两种半导体间的转移，提高催化剂活性。 关键词：光催化；Ti02；硫化镉；表征；黄连素 中圈分类号：TQ031。7 文献坛Utti马-A 文章绩号：1000-3770(2013)03．0067．006 Ti02是一种理想的光催化剂，其稳定性强，催量的光子照射在CdS表面，使CdS价带上的电子吸 化能力优秀，价格低廉且无毒害作用，但其禁带宽度 收能量发生跃迁，由于CdS的导带能量较高，使得 较大，只能吸收光子能量较大的紫外光，以紫外光作 光生电子转移到Ti02的导带上，并与吸附在TiO： 为光催化的光源过于局限。太阳光是～种极具前景 表面的氧气分子共同作用生成各种氧化基团；而 的绿色能源，但到达地面的太阳光中只有4％是紫 CdS价带上的光生空穴也因为没有与电子复合，而 外光，作为Ti02催化剂的驱动光源而言并不理想。成为一种氧化性极强的物质，参与到光催化反应中。 而可见光的比例则为50％，因此通过改性使其能够 抗生素类药品的需求量日益增长，其生产规模 利用可见光成为研究热点。将禁带宽度不同的两种 势必越来越大。在生产制备过程中产生的残余母液、 催化剂复合起来，可将TiO：催化剂吸收波长拓展到 冲洗废水中含有高浓度的强抑菌性抗生素，废水pH 可见光区域，在充分利用绿色能源的同时，实现电子． 变化大，生物毒性强，水量水质波动大。抗生素制药 空穴对的有效分离，提升催化性能。 废水的特性使得传统生物处理技术面临新的难题。 在已报道的大量半导体光催化剂中，CdS的禁 如活性污泥法的负荷低，需对废水进行大量稀释，延 带宽度为2．42eV，在可见光区位于400～550nm范 长固体停留时间嗍，运行中容易产生泡沫和污泥膨 围内都有一强吸收带，对可见光具有良好的吸收效 胀现象；生物膜法对高浓度废水也存在去除效率不 果。由于CdS半导体的吸收光谱与到达地面的太阳 理想的问题。抗生素及其中间产物对微生物的抑制 光谱十分匹配，为利用太阳光进行光催化反应提供 作用给以生物为主体的生化工艺设立了难以避免的 了良好的条件，因而受到广泛关注【I．3】。CdS单独作为阻碍。而化学法中的吸附法、中和法等效果不太稳 催化剂的性能并不理想，其电子．空穴复合能力太 定，且费用较高。 强，并且存在因导带光生电子浓度过高而导致的催 光催化氧