二氧化鈦光催化降解木質(zhì)素類模型物——對(duì)羥基苯丙酸.pdf

1、造紙廢水尤其是造紙黑液是水污染的主要來(lái)源之一，木素具有在自然條件下不易降解和較低水的透明度兩大特點(diǎn)，使造紙廢水難于處理。半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)可以將許多難降解的有機(jī)污染物氧化分解為無(wú)毒、無(wú)害的小分子物質(zhì)。TiO2光催化氧化技術(shù)具有高效、徹底、選擇性小等特點(diǎn)，在光催化過(guò)程中有機(jī)污染物會(huì)被氧化分解生成CO2、H2O、無(wú)機(jī)鹽等而礦化。
　　 本文采用圓柱型光催化反應(yīng)器，以紫外燈作光源，二氧化鈦?zhàn)鞴獯呋瘎捎猛庋h(huán)冷卻的懸浮態(tài)多相光催化

2、反應(yīng)體系，對(duì)含有木素類模型物-對(duì)羥基苯丙酸的有機(jī)廢水進(jìn)行催化降解實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用溶膠-凝膠法自制了超細(xì)二氧化鈦光催化劑,考察制備過(guò)程中的多個(gè)因素對(duì)二氧化鈦催化活性的影響，實(shí)驗(yàn)表明:最佳工藝條件為（試劑均為分析醇），反應(yīng)室溫25℃左右，鹽酸調(diào)節(jié)pH為2-3，V(鹽酸丁酯)∶V(乙醇)∶V()∶V(水)=10mL∶60mL∶4mL∶8mL。主要選擇造紙廢水中木素類模型物—單一的化合物-對(duì)羥基苯丙酸(HL)作為目標(biāo)降解物質(zhì)，討論光源、

3、酸堿度、反應(yīng)溶液初始濃度、催化劑用量、曝氣量等因素對(duì)對(duì)羥基苯丙酸光催化降解速率的影響。對(duì)羥基苯丙酸在催化劑TiO2表面上的吸附行為進(jìn)行研究。在吸附研究的基礎(chǔ)上研究對(duì)羥基苯丙酸的光降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)表明，溶液中對(duì)羥基苯丙酸在TiO2上的吸附60min內(nèi)可以達(dá)到平衡，通過(guò)Langmuir吸附定律可得對(duì)羥基苯丙酸在TiO2表面上的吸附常數(shù)和最大吸附量，引入Langmuir-Hinshlwood反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型建立對(duì)羥基苯丙酸的降解動(dòng)力學(xué)方

4、程。在一定降解條件下，對(duì)對(duì)羥基苯丙酸類木質(zhì)素(HL)光催化降解的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HL的光催化降解過(guò)程包括吸附和降解兩個(gè)過(guò)程，HL在TiO2光催化劑表面上的吸附常數(shù)Ka=1.597×10-2，最大吸附量Qmax=20.161 mg.g-1，運(yùn)用L-H方程討論了HL的降解動(dòng)力學(xué)，并得到反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程1/r=6.8823/C+0.1099。對(duì)對(duì)羥基苯丙酸單因素降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，暗反應(yīng)60 min后，溶液中對(duì)羥基苯丙酸在T