光催化降解剛果紅過程中TiO2的失活機(jī)理及再生方法研究.pdf

1、目前，Ti02光催化技術(shù)是一種新興的且具有廣闊發(fā)展前景的環(huán)保技術(shù)，尤其在水處理研究中受到了眾多研究者的關(guān)注。該技術(shù)具有無毒、安全、穩(wěn)定性好、催化活性高、周期短、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在室溫下即可將污染物礦化分解為水，二氧化碳或是無毒害的小分子。但是Ti02光催化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在一些不足之處，Ti02在光催化反應(yīng)的過程中會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)物的吸附、表面羥基的丟失、顆粒的聚合、載體的影響等原因，最終導(dǎo)致催化劑失活。催化劑的活性及壽命是影響光催化

2、技術(shù)能否應(yīng)用到實(shí)際中的關(guān)鍵因素，因而研究Ti02的失活機(jī)理及再生方法是Ti02光催化技術(shù)實(shí)際環(huán)境應(yīng)用的前提。本文以剛果紅作為模擬污染物，研究了Ti02的光催化活性、失活機(jī)理及再生方法問題。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在Ti02光催化降解剛果紅模擬廢水的實(shí)驗(yàn)中，Ti02循環(huán)使用1、2、3、4、6、8次后，剛果紅脫色率依次為86％、83.4％、79.1％、65.1％、46％、18.8％。Ti02在前3次使用中其活性基本保持不變，第4

3、次使用后活性逐漸大幅度降低，當(dāng)使用8次后活性基本喪失。同時(shí)，Ti02表面吸附物的質(zhì)量隨著催化劑使用次數(shù)的增加而增加，直到第6次使用后Ti02表面的吸附逐漸趨于平衡，吸附物的質(zhì)量不再有明顯增加。
　　(2)通過掃描電鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、紫外-可見漫反射光譜儀(UV-vis DRS)、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)對(duì)失活前后的Ti02進(jìn)行表征與分析。結(jié)果表明，造成Ti02失活的主要原因，一是Ti

4、02顆粒的團(tuán)聚;二是剛果紅降解的中間產(chǎn)物，如硫酸鹽，硝酸鹽及含碳化合物累積在Ti02表面占據(jù)催化劑的活性位，并阻礙光子和底物到達(dá)催化劑表面，使其光催化活性逐漸降低至失活。
　　(3)失活Ti02經(jīng)紫外光再生、超聲清洗再生、H202清洗再生，再生Ti02對(duì)剛果紅的最佳脫色率分別為27.4％、41.8％、47.3％，失活Ti02均沒得到高效再生。紫外+H202+超聲清洗再生是一種聯(lián)合再生的方法，兼具各單一方法優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)相互之間又具有促