鈦基光催化劑選擇性去除水中典型污染物實驗研究.pdf

1、納米TiO2作為綠色環(huán)保的催化劑應(yīng)用于環(huán)境治理引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。有學(xué)者研究表明，·OH是TiO2光催化過程中降解污染物質(zhì)的主要活性物種，能將大多數(shù)有機(jī)物無選擇性地氧化成CO2和H2O，導(dǎo)致TiO2光催化降解無選擇性，無法實現(xiàn)有毒有機(jī)物的優(yōu)先處理。另有學(xué)者研究表明，水體中SO42-的存在能促進(jìn)催化劑對鹽酸四環(huán)素的吸附。因此，將SO42-修飾到催化劑中，有望得到具有吸附能力的催化材料。本研究擬采用稀硫酸作為抑制劑，無水乙醇為分散劑，

2、采用水熱法制備納米TiO2，旨在提高納米TiO2材料的吸附性能，以增強(qiáng)TiO2對典型有機(jī)物的選擇性去除能力，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過水熱法合成純TiO2、稀H2SO4改性TiO2(SO42-/TiO2)，煅燒后得到純TiO2(500℃)、SO42-/TiO2(500℃)。采用XRD、SEM、BET、FT-IR等表征手段對材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明，合成的TiO2為100％銳鈦礦，SO4基團(tuán)成功修飾到材料當(dāng)中，是材料具備選擇性

3、吸附的主要因素;
　　(2)以活性黃、堿性品紅、亞甲基藍(lán)等典型染料為污染物模型，對兩組材料進(jìn)行性能測試。結(jié)果表明，修飾后材料SO42-/TiO2、SO42-/TiO2(500℃)對活性黃吸附能力得到明顯強(qiáng)化，對堿性品紅、亞甲基藍(lán)吸附差異不大，具有明顯的選擇性吸附;同時，修飾后得到的SO42-/TiO2、SO42-/TiO2(500℃)材料在酸性及弱堿性(pH＜10)條件下，對活性黃保持穩(wěn)定、較強(qiáng)的吸附去除性能，具有一定的耐酸堿沖擊

4、能力。在“活性黃+堿性品紅”混合染料中，SO2-/TiO2、SO42-/TiO2(500℃)選擇性優(yōu)先去除活性黃，且對堿性品紅吸附去除存在協(xié)同促進(jìn)作用;
　　(3)以鹽酸四環(huán)素(TC)、磺胺甲惡唑(SM1)、磺胺甲基嘧啶(SMZ)等典型抗生素為污染物模型，對TiO2(500℃)、SO42-/TiO2(500℃)進(jìn)行光催化降解測試。結(jié)果表明，SO42-/TiO2(500℃)對鹽酸四環(huán)素(TC)、磺胺甲惡唑(SM1)、磺胺甲基嘧啶(S

5、MZ)選擇性系數(shù)分別為4.16、5.84、11.38，優(yōu)先去除磺胺甲基嘧啶(SMZ);總體上呈現(xiàn)出SO42-/TiO2(500℃)優(yōu)先去除易去除的有機(jī)污染物，并且能加快難以去除的有機(jī)污染物的去除速率;修飾后，材料的活性及選擇性得到強(qiáng)化。
　　我們的研究結(jié)果表明，SO42-修飾的TiO2材料SO42-/TiO2、SO42-/TiO2(500℃)對某些有機(jī)物的吸附能力及選擇性能力明顯得到強(qiáng)化，在酸性及弱堿性(pH＜10)條件下具有穩(wěn)定