二氧化钛光催化自然水脱色的研究.pdfVIP

第 15 卷第6 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.6 Vol.15 2001 年 12 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Dec. 2001 文章编号 1003-9015(2001)06-0591-05 二氧化钛光催化自然水脱色的研究 樊彩梅, 孙彦平 (太原理工大学化工学院化工系 山西 太原030024) 摘 要: 以125W(Emax =365nm) Hg 灯为中心光源 BDH 粉末TiO2 为光催化剂 研究了在圆柱状硼硅玻璃反应器中自然水 体腐殖酸的光催化脱色 研究涉及的影响因素有 反应液初始浓度 反应液初始 pH 和催化剂用量 并对光氧化 光催 化和催化过程进行了比较 结果发现光催化是一行之有效的去除水体颜色的方法 在C =20 mg L 1, pH=7, TiO =1g L1 实 0 2 验条件下 经 2.5h 的光催化反应 大于 95% 的颜色被脱除 增加催化剂用量 降低初始 pH 可增加脱除效果 在研 究的浓度范围内(C0 20mg L1) 光催化氧化脱色遵循准一级动力学方程 关键词:光催化; 脱色; 自然水体; 二氧化钛 中图分类号 X703.1; TQ032.4; TQ034 文献标识码 A 1 引 言 水溶性腐殖酸广泛存在于自然水体中 它是一些原高分子有机物自然降解过程中产生的黄褐色物 [1] 质 其组成变化多样且携带负电荷 腐殖酸本身是无毒或者低毒的有机化合物 但它在原水氯化过 [2] 程中与氯反应生成三卤甲烷或者其它含氯化合物 这些消毒副产物对生物具有致癌性和诱变性 长 期饮用此类饮用水 对人类的生命健康将构成严重威胁 为了消除三卤甲烷类含氯化合物的产生 人 们尝试使用其它的饮用水消毒剂 如 臭氧 二氧化氯 氯胺等 尽管这些药品可以帮助减少三卤甲 烷的生成 但它们同时又带来了新问题 臭氧灭菌迅速 但药效短 成本高 还会带来二次污染[3] [4] 二氧化氯会产生无机污染物如亚氯酸盐和氯酸盐 氯胺既不如氯消毒有效 还会产生有毒的氯化物 因此 氯还是目前世界范围中应用最广泛的水消毒剂 近年来 人们又把着眼点放在如何消除氯化消毒副产物的前驱物 腐殖酸上 包括物理和化学 分离方法 特别是最近发展起来的先进氧化技术如UV/H O , UV/O , UV/TiO 以及这些方法与传统方 2 2 3 2 法的结合 在这些先进的方法中 UV/TiO 2 以其不需要高成本的远紫外照射 能彻底矿化水中大部分 有机物的特点而倍受关注[5-8] 为了消除原水中水溶性腐殖酸的色度 本文设计研究二氧化钛光催化 脱除水体的颜色 考察光催化过程溶液初始浓度 初始 pH 催化剂用量对水体脱色的影响程度 以 期将光催化技术应用于饮用水处理中 2 实验部分 2.1 药品与试剂 TiO 催化剂采用 BDH 的基准试剂 腐殖酸(Fluke)为商品级 灰份含量约 20%