納米Cu2O和納米α-Fe2O3可見光催化降解BPE的性能研究.pdf

1、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物亦稱為環(huán)境激素或環(huán)境荷爾蒙、內(nèi)分泌活性化合物、內(nèi)分泌干擾化學品或激素活性物質(zhì)等,主要為一些人工合成的化學物質(zhì),也包括一些天然植物化合物。環(huán)境內(nèi)分泌干擾物是一類能進入人體內(nèi)部、具有類似雌性激素作用、干擾內(nèi)分泌機制、造成內(nèi)分泌失調(diào)、嚴重影響人及野生動物的健康和安全的化學物質(zhì)。其中酚類化合物是美國環(huán)保局規(guī)定優(yōu)先測定的有機污染物,BPE是酚類化合物的典型代表,其生物毒性相當于雙酚A,它們廣泛存在于日常生活中。由于內(nèi)分泌干擾物大多

2、為脂溶性物質(zhì),很容易在生物體內(nèi)蓄積,并可通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)進行富集,而傳統(tǒng)的水處理方法很難有效地將其從環(huán)境中去除。因此,研究開發(fā)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的降解處理方法已成為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物研究中的重要方向。
　　半導體光催化反應可以在常溫常壓下進行,操作簡單,應用范圍廣,能夠徹底分解有機污染物,不產(chǎn)生二次污染,且不需要大量消耗除光和催化劑以外的其它物質(zhì),可以降低能耗,減少原材料的消耗量。
　　用高效液相色譜儀測定反應后的BPE溶

3、液濃度,通過大量測試實驗得到BPE的最佳液相色譜條件如下:(1)色譜柱為C—18:PNA2000—250×0.46;檢測器:紫外檢測器(PDA);(2)檢測波長:230nm;(3)流動相:乙腈/水(V/V)=65/35;(4)流速:0.4ml/min;(5)進樣量:10μL;(6)柱溫為室溫。
　　本試驗針對納米Cu2O和納米α―Fe2O3半導體可見光催化活性和穩(wěn)定性較高的特點,選取二者作光催化劑,研究它們在模擬自然光照條件下降解

4、雙酚E的性能。試驗分別采用水解法制備納米Cu2O,新型燃燒合成法制備納米α―Fe2O3。通過X衍射儀,電鏡對制備的Cu2O粉末進行表征,結(jié)果表明,用水解法可以制備得到高純納米氧化亞銅粒子,粒徑大小在幾十個納米左右,且粒子為球形顆粒,分散性較好;通過篩選試驗得到了納米α―Fe2O3的最佳制備條件,即Fe(NO3)3與聚乙烯醇的混合比例為4:1,恒溫500℃煅燒1.5h的條件下制備得到的α—Fe2O3對BPE的降解效率最高。
　　試驗

5、選取250W的金鹵燈模擬自然可見光,利用高效液相色譜儀對光催化反應后的溶液進行測定,分析考察了Cu2O和α―Fe2O3在可見光照射下對BPE的光降解效果。試驗研究了光照時間、BPE初始濃度、溶液初始pH值、催化劑用量、H2O2投加量等因子對降解效率的影響,同時利用微型電導儀測定了在最優(yōu)條件下反應過程中反應液電導率的變化。
　　試驗結(jié)果表明:用納米 Cu2O作光催化劑時,在光照120min,BPE初始濃度為10.0mg/L,Cu2O

6、用量為0.4g/L,H2O2投加量為7.5ml/L,初始pH為5.0時降解效率最高,降解效率達86.84％,且在反應過程中,反應溶液的電導率發(fā)生了較大的變化,電導率從2.21μs/cm升高到8.98μs/cm;用納米α—Fe2O3作光催化劑時,在光照150min, BPE初始濃度為5.0mg/L,α—Fe2O3用量為0.6g/L,H2O2投加量為10.0ml/L,初始pH為3.8~4.2時降解效率最高,降解效率為46.66%,在反應過程

7、中,溶液的電導率從2.21μs/cm升高到了5.85μs/cm。
　　試驗還對比研究了用自制的納米TiO2作光催化劑催化降解BPE的性能。在BPE初始濃度為10.0mg/L,初始pH為3.8~4.2,H2O2用量為10.0ml/L時,改變TiO2粉體投加量,當TiO2用量為0.8g/L時,BPE降解效率最高,降解率為25.73%。
　　通過對Cu2O,α—Fe2O3和純TiO2三種催化劑在模擬可見光照射下對BPE降解的動力學