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纳米TiO_2对甲基橙的光催化降解研究

赵晓兰  
【摘要】:TiO2光催化技术是一项新型废水处理及净化技术,与其他传统的水处理技术相比具有降解完全、高效、价廉、稳定和可以利用太阳光等优点,因而具有良好的应用前景。 本文采用悬浆体系,考察了新型氯化法制备的纳米TiO2对甲基橙的降解脱色情况。分别在高压汞灯照射和避光暗处的条件下,考察了催化剂投加量、溶液初始浓度、反应时间、反应温度对甲基橙降解脱色的影响情况并对实验条件进行了优化。适宜运行参数为:催化剂投加量为5.0 g/L~13.0 g/L,甲基橙溶液初始浓度为100 mg/L~700 mg/L,反应时间30~60 min,温度0℃~30℃。实验结果表明,该纳米TiO2对甲基橙的降解脱色受光源影响不大,对于初始浓度为100 mg/L的甲基橙溶液,在160 W高压汞灯照射下,反应30 min脱色率可达91.1%,避光暗处,脱色率可达86.9%。进一步实验研究表明,自制纳米TiO2对甲基橙具有良好的吸附性,其在避光暗处对甲基橙的脱色效果显著优于Degussa P-25型TiO2,但这并不是完全由于自制纳米TiO2对甲基橙的吸附作用而引起的;由电子自旋共振(ESR)研究表明,自制纳米TiO2在避光暗处及紫外光、可见光照射下其表面均可产生氧化能力强的·OH自由基,从而可能使甲基橙得到部分降解。


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