二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学研究.pdfVIP

侣亏与4物互猩2010．VoI．27No．3 团 ChemistryBioengineering 二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学研究 王磊，夏璐。鲁栋梁。胡玉平 (广西民族大学化学与生态工程学院广西林产化学品开发与应用重点实验室，广西南宁530006) nm 摘要：以甲基橙为研究对象，探讨了在253．7UV的照射下TiO。光催化降解甲基橙的影响因素以及光催化反 应的动力学模型。结果表明，当Ti02授加量为30mg·I，1、反应时间为120rain、甲基橙初始浓度为10mg·L～、pH 值为5时，甲基橙降解率达到99．57％。Ti0。投加量、甲基橙浓度、pH值对光催化降解的表观一级速率常数有很大影 响。光催化降解甲基橙反应动力学符合准一级Langmuir—Hinshelwood方程。 关键词：紫外光催化；甲基橙；动力学 中图分类号：X703O644 文献标识码：A 文章编号：1672—5425(2010)03—0027—05 天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；800一离心沉淀 Ti02光催化去除有机污染物[1’2]、无机污染物【3l 的研究已取得较大的进展，被认为是一种极具前途的 器；916型紫外可见分光光度计，澳大利亚GBC有限 环境污染深度净化技术I“。有研究认为Ti0：表面的责任公司。 氢氧自由基与吸附在催化剂表面的物种进行氧化反 1．2方法 应[5]，也有研究认为反应是由TiO。表面产生的氢氧自 配制一定初始浓度的甲基橙模拟废水，加入一定 由基进入液相与污染物作用I…，但光催化降解动力学 量光催化剂后用磁力搅拌器避光搅拌30rain，使其达 到吸附平衡。在蠕动泵作用下进入KL-1型紫外光实 通常都采用准一级Langmuir—Hinshelwood速率方程 表达‘7’引。 验装置循环，取不同反应时间的水样离心分离，取上清 深人了解光催化动力学行为，无论对光催化基础 液进行测试。 理论还是实际应用都有十分重要的意义。作者以国产 1．3分析测试 TiO。为悬浮态光催化剂，以甲基橙为研究对象，考察 甲基橙浓度采用分光光度法测定。甲基橙的最大 了催化剂投加量、反应时间、pH值、甲基橙初始浓度 吸收波长为465nm，配制系列不同浓度的甲基橙溶 对TiO：光催化降解甲基橙行为的影响，初步探讨了反 液，分别测其吸光度，绘制吸光度与浓度关系的标准陷 应的动力学模型。 线。由标准曲线计算甲基橙浓度，进而计算甲基橙降 解率。 l 实验 2结果与讨论 1．1试剂与仪器 甲基橙，分析纯，上海试剂总厂第三分厂；二氧化 2．1 反应条件对光催化降解甲基橙的影响 钛，化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司，在 2．1．1二氧化钛投加量的影响(图1) I。10 500℃下煅烧24h后，备用凹]。 取4 mg·I，一的甲基橙模拟废水，在pH一5、 T=298 KL一1型紫外光实验装置(紫外灯30w)，武汉科 K的条件下反应120min，考察TiO。投加量 林；UV一9100型紫外可见分光光度计，北京瑞利；PH-对光催化降解甲基橙的影响，结果见图1。 3C型精密pH计，上海精密科学仪器有限公司；JB-2A从图1可以看出，甲基橙降解率存在一个最高点， 型恒温磁力搅拌器，上海雷磁新经仪器有限公司