含氟共摻雜二氧化鈦光催化去除水中溴酸鹽研究.pdf

1、飲用水中的消毒副產(chǎn)物溴酸鹽(BrO3-)被國(guó)際癌癥機(jī)構(gòu)定為2B潛在致癌物，因此溴酸鹽去除技術(shù)的發(fā)展需求迫切。光催化去除溴酸鹽技術(shù)因其高效穩(wěn)定的特性而成為研究熱點(diǎn)之一。本研究采用一步水熱法制備了兩個(gè)系列含{001}晶面的摻F改性TiO2光催化劑:F和石墨烯摻雜TiO2(FGT)，F(xiàn)和Fe摻雜TiO2(FFeT)。分別用于研究FGT紫外光、FFeT可見(jiàn)光下光催化去除BrO3-的能力。結(jié)合透射電子顯微鏡、電子順磁共振和紫外-可見(jiàn)漫反射光譜等表

2、征手段，在探究光催化劑的形貌結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，探討了光催化去除溴酸鹽的效能和機(jī)理。同時(shí)，研究了FGT材料光催化反應(yīng)中常規(guī)陰離子、溶解性有機(jī)物典型代表物腐殖酸對(duì)其去除溴酸鹽效果的影響，并考察了其在實(shí)際水體中的作用效果。
　　研究結(jié)果表明0.05g/L FGT光催化劑在10W，26μW/cm2的紫外光照下，15min內(nèi)對(duì)初始濃度為100μg/L的溴酸鹽去除效率可高達(dá)90％以上;實(shí)際水體中因物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)吸附以及溶液pH的影響，催化劑活

3、性有所減弱，但仍可在40min內(nèi)完全去除100μg/L溴酸鹽，結(jié)果客觀。50W可見(jiàn)光照下，0.5 g/L FFeT可以在1h內(nèi)將100μg/L的溴酸鹽溶液完全去除。
　　FGT光催化劑高效去除溴酸鹽能力主要是由于氧化石墨烯(GO)的摻雜，其優(yōu)異的導(dǎo)電性能明顯提高了光生電子空穴對(duì)在TiO2內(nèi)部的遷移速度。FFeT系列中Fe的摻雜使得催化劑的禁帶寬度從2.92窄化至2.55 eV，很大程度上拓寬了催化劑的光響應(yīng)范圍，使其在可見(jiàn)光下對(duì)溴