光催化-磁-化學(xué)氧化在水處理中應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文采用納米TiO2作為催化劑,265nm波長紫外燈管作為光源,對(duì)幾種典型廢水進(jìn)行光催化處理研究,同時(shí)利用H2O2氧化以及磁助等手段對(duì)光催化進(jìn)行了協(xié)同研究。
　　處理微囊藻廢水實(shí)驗(yàn)表明:納米TiO2作催化劑,在265nm波長紫外線照射下,對(duì)微囊藻有較好的處理效果。對(duì)于微囊藻濕重約為1.75g/L模擬廢水100mL,TiO2投加量為10mg/L,紫外線強(qiáng)度為0.5mW/cm2,50min時(shí)微囊藻去除率達(dá)90％以上。H2O2協(xié)同光催化

2、氧化除藻有很好的效果,并且具有持續(xù)的控制藻類繁殖的作用,可有效的對(duì)富營養(yǎng)化水體中微囊藻的大量繁殖進(jìn)行控制。采用H2O2協(xié)同納米TiO2光催化氧化去除水中微囊藻,紫外強(qiáng)度和H2O2濃度是主要影響因素,在紫外強(qiáng)度為0.5mW/cm2,H2O2濃度為20mg/L,反應(yīng)時(shí)間30min微囊藻去除率即可達(dá)到96%以上。
　　處理苯胺廢水實(shí)驗(yàn)表明:采用TiO2光催化處理模擬苯胺廢水的最佳反應(yīng)條件為:苯胺初始質(zhì)量濃度10mg/L的模擬廢水100m

3、L,納米TiO2加入量100mg/L,廢水pH7.5,光催化反應(yīng)時(shí)間60min。單獨(dú)加入少量H2O2對(duì)苯胺廢水無影響,而加入20mg/L的H2O2協(xié)同TiO2光催化處理苯胺廢水,光催化反應(yīng)24min后,苯胺去除率達(dá)99%,提高反應(yīng)速率。
　　處理染料廢水實(shí)驗(yàn)表明:在265nm波長紫外線照射下,處理染料濃度為100mg/L的模擬水樣100mL,每1L水樣中含催化劑150mg,在pH=6.5的時(shí)候處理效果最佳,紫外線強(qiáng)度為0.38mW

4、/cm2,t0.5=59.137;紫外線強(qiáng)度為2.0mW/cm2,t0.5=21.297。加入磁場(chǎng)進(jìn)行以上光催化實(shí)驗(yàn),紫外線強(qiáng)度為0.38mW/cm2,在0-400mT范圍內(nèi),有利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行,當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為100mT和280mT時(shí),t0.5分別為8.967min、9.405min。
　　通過對(duì)光催化處理苯胺廢水、染料廢水(X-3B)動(dòng)力學(xué)分析以及紫外-可見光譜分析,初步探討光催化處理苯胺廢水、染料廢水機(jī)理。發(fā)現(xiàn)光催化降解苯胺

5、廢水符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,而H2O2協(xié)同TiO2光催化處理苯胺廢水符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。通過對(duì)光催化處理苯胺紫外-可見圖譜分析,推測(cè)光催化苯胺廢水過程中可能發(fā)生了苯環(huán)的羥基化、苯胺開環(huán)、生成無機(jī)碳等過程。而光催化處理染料符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程,磁助光催化降解染料符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。通過對(duì)光催化處理染料廢水紫外-可見圖譜分析,可能是由于染料中發(fā)色基團(tuán)之間的化學(xué)鍵斷裂、以及共軛雙鍵的重組,形成易被光催化降解的苯胺、酚類、苯醚等少量中間產(chǎn)物;隨著