金屬修飾的TiO2共去除硝酸鹽和腐植酸的研究.pdf

1、光催化法還原硝酸鹽一般使用的是甲酸作為空穴清除劑，這就限制了光催化法在實(shí)際中的應(yīng)用。在天然水體中，腐植酸是難以生物降解的傳統(tǒng)有機(jī)物，也是安全飲用水需要優(yōu)先控制的污染物。隨著水源水中硝酸鹽濃度的升高，采用水源水中本來(lái)就存在的腐植酸代替常見(jiàn)的甲酸作為空穴清除劑，利用光催化法同時(shí)去除硝酸鹽和腐植酸成為一種值得研究的飲用水安全處理工藝。
　　本文利用光還原法制備了幾種金屬修飾的TiO2，金屬離子主要包括鋅(Zn)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、

2、銅(Cu)、銀(Ag)?？疾炝瞬煌?fù)載量的金屬/TiO2對(duì)硝態(tài)氮(NO3--N)和腐植酸(Humic acid)的去除效果，并篩選出效果較好的摻雜金屬種類(lèi)及負(fù)載量;對(duì)于篩選出的金屬/TiO2采用XRD、XRF、SEM進(jìn)行表征，再探究這種金屬/TiO2對(duì)硝酸鹽和腐植酸共存水體中硝酸鹽和腐植酸的去除效果，并探究腐植酸濃度、pH值、催化劑投加量以及通入氣體等因素對(duì)二者去除效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所述。
　　1、在光催化法單獨(dú)還原硝酸鹽的

3、實(shí)驗(yàn)中，硝態(tài)氮初始濃度為100mg/L，催化劑用量為1g/L，甲酸用量為0.04mol/L，以125W紫外燈為光源，五種金屬中Ag/TiO2在150min內(nèi)去除率最高，而Ag/TiO2的三種Ag摻雜量中，摻Ag比為1wt％的TiO2對(duì)硝酸鹽的去除率和產(chǎn)物氮?dú)膺x擇性都最高，分別達(dá)到97.2％和75.8％。
　　2、在光催化法單獨(dú)降解腐植酸的實(shí)驗(yàn)中，腐植酸初始濃度為10mg/L，催化劑用量為1g/L，以125W紫外燈為光源，在半小時(shí)的

4、的反應(yīng)過(guò)程后，除Cr/TiO2之外的四種金屬修飾TiO2對(duì)腐植酸的光降解率都高于80％。但是基于對(duì)硝態(tài)氮去除效果最好的金屬是摻雜比為1wt％的Ag/TiO2，考慮到對(duì)硝態(tài)氮和腐植酸都需要具有較好的去除效果，所以最終篩選出對(duì)硝酸鹽和腐植酸進(jìn)行共降解的催化劑是摻雜比為1wt％的Ag/TiO2。
　　3、通過(guò)SEM表征發(fā)現(xiàn)，Ag的摻雜并未改變TiO2晶型和粒徑，XRD表征結(jié)果表明Ag確實(shí)摻入TiO2中，同時(shí)通過(guò)XRF測(cè)試發(fā)現(xiàn)Ag的實(shí)際摻

5、雜比與理論摻雜比是相符的。
　　4、在共去除實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，硝酸鹽初始濃度為100mg/L，光源為125W紫外燈時(shí)，隨著腐植酸初始濃度的增大，硝酸鹽的去除率先增大后減小，腐植酸初始濃度的較優(yōu)值為60mg/L;隨著Ag/TiO2用量從0.5g/L增大到2.0g/L時(shí)，硝酸鹽的去除率先增大后減小，Ag/TiO2用量較優(yōu)值為1.0g/L;隨著pH值的增大，硝酸鹽去除率先增大后減小，pH較優(yōu)值為8;與通氮?dú)夂涂諝獾臈l件相比，未通入氣體時(shí)，硝酸