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光催化降解水体中有机污染物的争论分析

光催化降解水体中有机污染物的争论分析

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光催化降解水体中有机污染物地争论

一、试验目地

通过本试验了解光催化地根本原理，把握亚甲基蓝等有机污染物降解地试验方法和光催化降解地动力学参数测定,把握光催化中紫外光源地使用及有机物地光谱分析法.b5E2RGbCAP

二、试验原理

20世纪70年月以来，利用半导体光催化氧化水中污染物地工作日益为人们所重视，其优点主要在于:首先，利用半导体光催化氧化降解水中污染物不同于单纯地物理方法，化学方法和生物方法地水处理，处理流程简洁，无二次污染，处理速度比微生物法快；其次，半导体光催化氧化可以处理各种无机和有机污染物使其矿化，是一种氧化处理方法,最关键地是半导体光催化氧化过程有可能利用太阳光资源，节能且无污染。p1EanqFDPw

目前，在多相光催化反响所使用地半导体催化剂中，TiO

2

以其无毒、催化活性高、氧化力气

抢、稳定性好最为常用.争论说明：纳米TiO

2

对紫外线具有很强地吸取力气，具有很高地光催化

活性，当受到波长小于388nm地紫外光照耀后，纳米TiO

2

粒子将分别在导带和价带上产生大量

地光电子〔e〕和光生空穴〔h+〕，e和h+经过一系列反响可生成含氧小分子活性物种OH、HO、

22

O2—等，这些含氧小分子物种具有极强地氧化复原力气,可以光催化降解水中地有机污染物，将其

2 2直至完全矿化为CO和HO，并可以光催化复原重金属离子和光催化杀菌.DXDiTa9E3d光催化机理可用下式说明：TiO+HO—hv—〉e+

2 2

2 2

h++HO ?OH+H+

2

h++OH-

OH

0 + e

2

O- +H+-

2

O—

2

HO?

2

2HO? O+HO

2 2 22

HO+?O—22 2

OH+OH—+O

2

羟基自由基—OH是光催化反响地一种主要活性物质,对光催化氧化起打算作用,吸附于催化

剂外表地氧基水合悬浮液中地OH-、HO等均可产生该物质，氧化作用既可以通过外表键合羟基

2

地间接氧化,即粒子外表捕获地空穴氧化；又可在粒子内部或颗粒外表经价带空穴直接氧化；或同时起作用,视具体状况有所不同。外表吸附分子氧地存在会影响光催化胜率和量子速率。但由

于TiO

2

地带隙较宽〔约3。2ev〕，能利用地太阳能大约仅占太阳光强地3％，而且由于光激发产

生地电子与空穴地复合，光量子效率很低。为了提高对太阳能地利用率，并乐观改善催化效率，人们已进展了大量地争论工作，照实行一些外表修饰改性技术 ,射击研制高效能反响器等。

RTCrpUDGiT

三、仪器与试剂

自镇流荧光高压汞灯(125W〕；磁力搅拌器；721型分光光度计；亚甲基蓝〔分析纯〕;二氧化钛；过氧化氢(分析纯〕.5PCzVD7HxA

四、试验步骤

1、试验方法及试样分析

称取确定量地亚甲基蓝粉末，用蒸馏水配成100mg/L地溶液。取100ml置于玻璃皿中,加

入确定量地TiO

2

粉末,用玻璃棒搅拌，使TiO

2

粉末分布均匀.然后将玻璃皿置于磁力搅拌器上，

磁力搅拌器上方放置自镇流荧光高压汞灯.在稳定地光照条件下，反响一段时间后，取出反响悬浮液，离心过滤〔3000r/min)、测上清液地吸光度，计算不同反响条件下地染料脱色率。jLBHrnAILg亚甲基蓝分析承受分光光度法，亚甲基蓝最大吸取波长为665nm,在该波长下用721型分光

光度计以去离子水为参比，测得亚甲基蓝溶液在反响前后地吸光度来计算。试样地脱色率D以

下式计算：xHAQX74J0X

?D A－A

?

0A

0

?100%

式中：A

0

——亚甲基蓝溶液地初始吸光度；

A--反响完毕后亚甲基蓝溶液地吸光度.

2、试验内容

〔1)TiO

2

参与量地影响

本组试验取浓度为10mg/L地亚甲基蓝溶液100ml，光照时间1h，通过转变TiO

2

参与量：0g、

0.3g、0.5g、0.7g、1.0g，利用分光光度计分别在665nm处测得反响前后地吸光度,计算出脱色率.LDAYtRyKfE

亚甲基蓝溶液初始浓度地影响

取0。5gTiO，汞灯光照时间1h，亚甲基蓝溶液100ml，转变亚甲基蓝溶液浓度,分别在亚

2

甲基蓝浓度为2、6、8、10mg/L时进展反响，利用分光光度计分别在665nm处测得反响前后地吸光度，计算出脱色率.Zzz6ZB2Ltk

光照地影响

本组试验TiO2地投加量为0.5g，浓度为10mg/L地亚甲基蓝溶液100ml，汞灯光照时间分别取0.5、1.5、2。0、2。5、3。0h.利