改性TiO_2光催化2，4-D水溶液反应的研究

【摘要】： 本论文对采用溶胶—凝胶法制备纯TiO_2及掺杂Fe~(3+)离子的改性TiO_2纳米粒子的方法进行了探讨，研究了催化剂的结构对光催化活性的影响，比较了在不同光源下反应条件对光催化2,4-D水溶液反应的影响，并研究了在仿太阳光(氙灯光源)条件下的反应机理及反应动力学问题，为2,4-D、2,4-二氯苯酚等农药废水在日光下光催化降解的应用提供了必要的实验依据和理论基础。 实验表明，掺杂Fe~(3+)离子的改性TiO_2能够较明显地拓宽光利用的波长范围，提高光催化效率；而2，4-D水溶液光催化反应最适合、最经济的反应条件是，常温下向反应体系中加入浓度为2gL~(-1)的0.01％Fe~(3+)—TiO_2，大量通入空气，搅拌，调节pH值为3～3.5。而反应机理和反应动力学的研究揭示了2,4-D光催化反应是一个复杂反应，反应的中间产物既能被羟基自由基氧化分解矿化为CO_2，又能少量地被引发聚合，生成低聚物，该低聚物亦会被光催化降解，以上各反应在体系中同时存在，相互竞争；更重要的是，反应开始就生成的氯离子会优先吸附于TiO_2的表面，严重影响了其它反应的进行。