增強(qiáng)TiO2納米管光電催化活性的預(yù)處理方法及其機(jī)理研究.pdf

1、光電催化氧化技術(shù)處理有機(jī)污染物已經(jīng)成為污染治理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為光催化劑，TiO2納米管陣列因其更強(qiáng)的吸附能力和更高的光催化活性而得到廣泛應(yīng)用。從實(shí)用化的角度考慮，光催化劑必須具有良好的活性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。因此，TiO2納米管在使用過(guò)程中活性再生的方法成為重要的研究課題。
　　 本研究分別采用Fenton、Fe(Ⅲ)、H2O2、NaClO等強(qiáng)氧化試劑對(duì)TiO2納米管進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)光電催化實(shí)驗(yàn)比較了預(yù)處理前后三

2、種典型四環(huán)素類(lèi)抗生素(TCs)降解率的變化，確定了各預(yù)處理方式下的主要影響因素及最佳預(yù)處理?xiàng)l件，并通過(guò)羥基自由基產(chǎn)率的測(cè)定、預(yù)處理前后納米管的X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)及光電流的變化情況初步探討了TiO2納米管光電催化活性增強(qiáng)的機(jī)理。主要結(jié)論如下:
　　 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同預(yù)處理試劑對(duì)納米管活性的強(qiáng)化效果為:Fenton溶液＞Fe(Ⅲ)溶液＞H2O2溶液＞NaClO溶液。預(yù)處理效果主要受到以下因素的影響:濃度、pH值、處理

3、時(shí)間等。Fenton、H2O2及NaClO試劑的預(yù)處理效果總體隨其濃度的增加而增加;Fe2(SO4)3試劑存在最佳預(yù)處理濃度，當(dāng)濃度高于或低于0.1mmol/L時(shí)均會(huì)造成預(yù)處理效果的降低。實(shí)驗(yàn)中分別確定了各試劑的最佳預(yù)處理?xiàng)l件，即采用H2O2和Fe2+濃度分別為100mmol/L和10mmol/L的Fenton溶液在pH=4的條件下處理60min，TCs降解率可由66％增至85％;在濃度為0.1mmol/L的Fe2(SO4)3的溶液中預(yù)

4、處理60min，TCs的降解率達(dá)到79.4％;在濃度為250mL/L的H2O2溶液中預(yù)處理60min，TCs的降解率為78％;在濃度為200mL/L的NaClO溶液中預(yù)處理60min，TCs的降解率為75％。
　　 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)所確定的最佳預(yù)處理?xiàng)l件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:反應(yīng)停留時(shí)間對(duì)降解效果有顯著影響。經(jīng)Fenton、Fe2(SO4)3、NaClO三種試劑預(yù)處理后的納米管在3h的停留時(shí)間下，對(duì)TCs的降解率分別達(dá)到了80