泡沫陶瓷負(fù)載的改性TiO2對(duì)水中啶酰菌胺的光催化降解.pdf

1、多數(shù)農(nóng)藥屬于持久性有機(jī)物，是人類釋放到環(huán)境中的最危險(xiǎn)的高毒污染物質(zhì)，可造成一系列負(fù)面影響，特別嚴(yán)重的可導(dǎo)致動(dòng)物以及人類的死亡、疾病、畸形兒。當(dāng)前農(nóng)藥正向著抗水解、抗光解以及抗氧化等趨勢(shì)發(fā)展，給傳統(tǒng)的水污染處理技術(shù)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
　　啶酰菌胺是一種高效、持效期長(zhǎng)的新型煙酰胺類殺菌劑，因其活性高、作用速度快、殺菌譜較廣、幾乎對(duì)所有類型的真菌病害都有活性等特點(diǎn)得到廣泛的使用，然而其田間半衰期為28 d～約200 d，屬于持久性有機(jī)物

2、，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這種新型農(nóng)藥的降解研究還鮮有報(bào)道。
　　本課題以啶酰菌胺為處理對(duì)象，探索以太陽(yáng)光為光源，載體化摻氮改性TiO2的光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用前景，開展了催化劑的改性、催化效率的影響因素、催化劑的負(fù)載等方面的試驗(yàn)研究，結(jié)果如下:
　　1、溶膠凝膠法制備氮摻雜改性TiO2的研究
　　以尿素為氮源，鈦酸四異丙酯為鈦的前驅(qū)體，泡沫陶瓷作為載體，采用溶膠凝膠法制備氮摻雜改性TiO2。以啶酰菌胺為目標(biāo)降解物，探究不同煅燒溫度

3、、煅燒時(shí)間、摻氮量下制備的TiO2對(duì)啶酰菌胺的光催化降解效率，并通過(guò)XRD、SEM、UV-vis對(duì)TiO2進(jìn)行性能表征。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，制備TiO2的最佳條件為煅燒溫度500℃，煅燒時(shí)間4h，摻氮量20％，以該條件下制備的TiO2與其他條件制備的TiO2相比，在氙燈下光催化降解啶酰菌胺，2h取得了最大的降解效率。
　　2、改性TiO2對(duì)水中啶酰菌胺的光催化降解的研究
　　通過(guò)單因素試驗(yàn)探究溶液初始pH、催化劑用量、

4、啶酰菌胺初始濃度、曝氣條件對(duì)啶酰菌胺光催化降解效率的影響。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，pH的增加有利于啶酰菌胺降解效率的提高;最佳催化劑用量為0.5g/L;啶酰菌胺的初始濃度增大會(huì)導(dǎo)致啶酰菌胺降解效率的降低;曝空氣有利于啶酰菌胺的降解，而曝氮?dú)鉀](méi)有效果。
　　3、水體中常見陰、陽(yáng)離子對(duì)光催化降解啶酰菌胺的影響
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，水體中常見陰離子Cl-、NO3-、SO42-對(duì)啶酰菌胺降解效率的影響不明顯，而CO32-對(duì)啶酰菌胺的

5、降解表現(xiàn)出抑制作用，且隨著CO32-濃度增大，抑制作用變大;水體中常見陽(yáng)離子Na+、K+對(duì)啶酰菌胺降解效率的影響不明顯，而Ca2+、Mg2+對(duì)啶酰菌胺的降解表現(xiàn)出抑制作用，且隨著Ca2+、Mg2+濃度增大，抑制作用變大。
　　4、負(fù)載型與粉末狀TiO2、摻氮改性TiO2與P25對(duì)光催化降解啶酰菌胺的影響
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)180 min后，對(duì)啶酰菌胺的光催化降解效率依次為粉末狀TiO2＞負(fù)載型TiO2，摻氮20％TiO2

6、＞不摻氮TiO2＞P25型TiO2。粉末狀TiO2效率要高于負(fù)載型TiO2，但是負(fù)載型TiO2催化劑因?yàn)槿菀追蛛x而具有更高的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，加入尿素對(duì)TiO2進(jìn)行改性后，大大提高了其對(duì)可見光的利用率。
　　5、催化劑重復(fù)使用性
　　試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一TiO2當(dāng)使用次數(shù)逐漸增加時(shí)，啶酰菌胺的降解率相應(yīng)的逐漸減少，使用5次后降解效率由52.35％降低至17.98％，表明該催化劑的穩(wěn)定性較差，可重復(fù)使用次數(shù)低，需要進(jìn)一步完善。

7、r>　　6、對(duì)啶酰菌胺降解中間產(chǎn)物的研究
　　研究發(fā)現(xiàn)，光催化降解啶酰菌胺的過(guò)程符合蘭格繆爾-欣謝爾伍德(L-H)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為lnC0/Ct=0.0032x+0.1126，半衰期為216.61 min，與其田間半衰期相比，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。分析啶酰菌胺光催化降解效率和啶酰菌胺溶液中TOC的去除率，發(fā)現(xiàn)在啶酰菌胺被徹底氧化分解前首先轉(zhuǎn)化為某些中間產(chǎn)物，然后逐步被氧化分解。對(duì)啶酰菌胺降解過(guò)程中的水樣進(jìn)行質(zhì)譜分析