CdS-TiO2复合光催化剂可见光下降解黄连素-环境化学.PDF

第32卷　 第3期 环　 境　 化　 学 Vol. 32,No. 3 2013年　 　 3月 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY March　 　 2013 DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2013.03.005 CdS-TiO 复合光催化剂可见光下降解黄连素∗ 2 ∗∗ 艾翠玲 　 郭锐敏　 邵享文 (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,福州,350108) 摘　 要　 采用沉积法制备CdS-TiO 复合光催化剂,利用UV-Vis DRS、XRD等方法对其进行表征,并在可见光 2 下对黄连素废水进行处理,考察了催化剂投加量、黄连素初始浓度、黄连素初始pH值对黄连素去除率的影 响.研究结果表明,在常温下制备的CdS-TiO 复合光催化剂,对可见光有较好的响应能力;在催化剂投加量 2 -1 -1 1．5 g·L ,黄连素初始浓度80 mg·L 的条件下,催化剂对黄连素的去除效果显著,可达80%以上.pH对反应 的影响不大.该催化剂循环使用3次仍具有较高的光催化活性与化学稳定性. 关键词　 硫化镉,二氧化钛,复合催化剂,可见光,黄连素. 黄连素是一种抗生素类药物,分子式为:C H ClNO .黄连素的生产方法主要分为植物提取法和化 20 18 4 [1] 学合成法.植物提取法是从黄连、黄柏的干燥根茎或者树皮中提取而得 ,但由于原材料中黄连素含量 十分有限,若满足国内较大的需求量,将不得不大量砍伐原料植物,会对生态造成严重破坏.而在化学合 成黄连素的生产过程中,成品母液及冲洗废水中含有高浓度的强抑菌性物质黄连素,属于高浓度有机制 药废水,其酸度极高,生物毒性强,水质波动大,国内外对黄连素废水的处理研究并不多见.近年来,黄连 素废水主要通过与其它废水混合的方式实现浓度稀释,然后进入生化处理环节,当废水水质水量变化较 [2] 大时,容易对生化工艺造成毁灭性的危害 . 光催化氧化法作为传统化学法的强化,具有反应条件温和、操作简便、能耗低、无二次污染等优点. 利用光生电子-空穴对产生一系列氧化性极强的基团,攻击废水中的有机物,促使大多数生物难降解的 大分子有机物氧化成小分子物质,甚至成为二氧化碳和水,并且催化剂本身不会受到抗生素生物毒性的 影响. TiO 是一种理想的光催化剂,其稳定性强、催化效率高、价格低廉且无毒害作用,但其禁带宽度较 2 高,只能吸收光子能量较高的紫外光.以紫外光作为光催化的光源过于局限,只能利用太阳光中4%的 能量,因此通过改性使其能够利用可见光成为研究热点.将禁带宽度不同的两种催化剂复合,可将TiO2 催化剂吸收波长扩展到可见光区域,在充分利用绿色能源的同时,实现电子-空穴对的有效分离,提高催 化活性.CdS是一种对可见光有强烈光电效应的半导体材料,其导带能量高于TiO ,并且2.42 eV 的窄 2 禁带使其对可见光有很好的响应能力.CdS单独作为催化剂的性能并不理想,其电子-空穴复合能力太 [3]