TiO2光催化浮球的制備及其降解甲硝唑的性能研究.pdf

1、PPCPs即藥品與個(gè)人護(hù)理品，是對(duì)環(huán)境和生物具有潛在威脅的一類(lèi)微污染物的概稱(chēng)。近年來(lái)，在城市中污水廠二沉池的出水中，越來(lái)越普遍的監(jiān)測(cè)到PPCPs的存在，它的殘留物給環(huán)境帶來(lái)的毒理效應(yīng)逐漸引起了人們的關(guān)注。如何在污水廠中增加有效的深度處理以去除PPCPs，是保障人類(lèi)未來(lái)用水安全的重要課題。
　　在污水深度處理中，半導(dǎo)體光催化劑具有高效、選擇性低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。與其他半導(dǎo)體材料相比，納米TiO2在降解多種環(huán)境污染物上都表現(xiàn)出優(yōu)異的

2、能力，并且以其廉價(jià)、穩(wěn)定性高、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。然而，粉末狀的納米二氧化鈦顆粒細(xì)微，在水溶液中分散后，很難實(shí)現(xiàn)催化劑的分離回收和再利用，故而限制了它們的廣泛應(yīng)用。
　　輕質(zhì)陶粒是由生物污泥燒制而成，它具有與水相似的密度、穩(wěn)定的物理特性和巨大的比表面積，將其作為光催化劑的載體可實(shí)現(xiàn)催化劑的分離回收。同時(shí)作為回收材料，輕質(zhì)陶粒也可以解決污水廠生物污泥處理復(fù)雜、費(fèi)用高的現(xiàn)狀。為研究制備的光催化劑對(duì)PPCPs的催化效果，本文選

3、用了一種醫(yī)學(xué)中常用的PPCPs化合物甲硝唑，它是硝基咪唑類(lèi)抗生素中的代表性物質(zhì)。研究采用溶膠-凝膠法在輕質(zhì)陶粒上負(fù)載了TiO2光催化膜，并對(duì)其進(jìn)行了XRD和SEM表征。實(shí)驗(yàn)探討甲硝唑經(jīng)光催化處理后的效果及各種因素對(duì)降解反應(yīng)的影響，結(jié)果如下:
　　利用溶膠-凝膠法在輕質(zhì)陶粒上負(fù)載了TiO2光催化膜，并用這些光催化浮球降解甲基橙廢水。實(shí)驗(yàn)證明光催化浮球?qū)谆扔辛己玫慕到庾饔茫?fù)載5層TiO2光催化膜、5O0℃煅燒45min的光催化浮

4、球性能最好。
　　甲硝唑廢水在光催化浮球的作用下得到了降解，反應(yīng)時(shí)間200min時(shí)其降解率達(dá)到55.08％。光強(qiáng)和pH對(duì)甲硝唑的降解都有影響。隨著光強(qiáng)增大，甲硝唑的降解率增大。中性環(huán)境下甲硝唑的降解率最高，但堿性環(huán)境比酸性環(huán)境更不利于甲硝唑的降解，在酸性條件中，隨著pH值的減小甲硝唑降解率增大。碳酸氫根對(duì)甲硝唑的降解會(huì)產(chǎn)生抑制作用，外加的碳酸氫根的濃度越大，甲硝唑反應(yīng)效率越低。若要提高甲硝唑降解效率，外加雙氧水效果明顯，當(dāng)溶液中H