納米Cu2O和納米α-Fe2O3可見(jiàn)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(xué)品或激素活性物質(zhì)等,主要為一些人工合成的化學(xué)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(jìn)入人體內(nèi)部、具有類似雌性激素作用、干擾內(nèi)分泌機(jī)制、造成內(nèi)分泌失調(diào)、嚴(yán)重影響人及野生動(dòng)物的健康和安全的化學(xué)物質(zhì)。其中酚類化合物是美國(guó)環(huán)保局規(guī)定優(yōu)先測(cè)定的有機(jī)污染物,BPE是酚類化合物的典型代表,其生物毒性相當(dāng)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(guò)食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)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(kāi)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(dǎo)體光催化反應(yīng)可以在常溫常壓下進(jìn)行,操作簡(jiǎn)單,應(yīng)用范圍廣,能夠徹底分解有機(jī)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(cè)定反應(yīng)后的BPE溶

3、液濃度,通過(guò)大量測(cè)試實(shí)驗(yàn)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(cè)器:紫外檢測(cè)器(PDA);(2)檢測(cè)波長(zhǎng):230nm;(3)流動(dòng)相:乙腈/水(V/V)=65/35;(4)流速:0.4ml/min;(5)進(jìn)樣量:10μL;(6)柱溫為室溫。
　　本試驗(yàn)針對(duì)納米Cu2O和納米α―Fe2O3半導(dǎo)體可見(jiàn)光催化活性和穩(wěn)定性較高的特點(diǎn),選取二者作光催化劑,研究它們?cè)谀M自然光照條件下降解

4、雙酚E的性能。試驗(yàn)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(guò)X衍射儀,電鏡對(duì)制備的Cu2O粉末進(jìn)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(gè)納米左右,且粒子為球形顆粒,分散性較好;通過(guò)篩選試驗(yàn)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(duì)BPE的降解效率最高。
　　試驗(yàn)

5、選取250W的金鹵燈模擬自然可見(jiàn)光,利用高效液相色譜儀對(duì)光催化反應(yīng)后的溶液進(jìn)行測(cè)定,分析考察了Cu2O和α―Fe2O3在可見(jiàn)光照射下對(duì)BPE的光降解效果。試驗(yàn)研究了光照時(shí)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(duì)降解效率的影響,同時(shí)利用微型電導(dǎo)儀測(cè)定了在最優(yōu)條件下反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)液電導(dǎo)率的變化。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:用納米 Cu2O作光催化劑時(shí),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(shí)降解效率最高,降解效率達(dá)86.84％,且在反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)溶液的電導(dǎo)率發(fā)生了較大的變化,電導(dǎo)率從2.21μs/cm升高到8.98μs/cm;用納米α—Fe2O3作光催化劑時(shí),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(shí)降解效率最高,降解效率為46.66%,在反應(yīng)過(guò)程

7、中,溶液的電導(dǎo)率從2.21μs/cm升高到了5.85μs/cm。
　　試驗(yàn)還對(duì)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(shí),改變TiO2粉體投加量,當(dāng)TiO2用量為0.8g/L時(shí),BPE降解效率最高,降解率為25.73%。
　　通過(guò)對(duì)Cu2O,α—Fe2O3和純TiO2三種催化劑在模擬可見(jiàn)光照射下對(duì)BPE降解的動(dòng)力學(xué)