改性納米二氧化鈦催化臭氧氧化降解草酸的研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，排入江河水中的有機物所造成的地表水及地下水污染已經(jīng)成為飲用水污染的主要問題。我國目前以除濁、除色、殺菌為主要目的的“混凝—沉淀—過濾—消毒”等常規(guī)制水工藝對受污染水中有機物的去除能力明顯不足。因此，在我國飲用水源受有機污染不斷加重和出水水質(zhì)要求進一步提高的情況下，飲用水深度處理技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　以臭氧為氧化劑的化學氧化法具有反應速度快、處理效率高、適用范圍廣等優(yōu)勢。在臭氧氧化過程中引入金屬

2、氧化物作為催化劑不但可以提高有機物的降解效果，并且可以提高臭氧的利用率。本文采用錳離子和鈷離子摻雜的無毒、難溶、性質(zhì)穩(wěn)定的兩種納米二氧化鈦復合催化劑作為臭氧氧化過程中的催化劑，選擇單純臭氧工藝降解有機污染物的末端產(chǎn)物如小分子羧酸——草酸——作為目標物，研究了兩種改性納米二氧化鈦的催化臭氧氧化效能。
　　實驗中采用溶膠—凝膠法制備改性納米二氧化鈦催化劑。在一定摻雜比和一定燒結(jié)溫度下，分別利用五種過渡金屬離子（鈷、鐵、鎳、鋅及錳）進行

3、納米二氧化鈦的改性，并通過考察其催化臭氧氧化草酸活性而篩選出摻雜錳離子(TiMnxOy)的和摻雜鈷離子(TiCoxOy)的兩種催化劑，證明錳和鈷的摻雜對納米二氧化鈦的催化臭氧氧化草酸效果提高很大。對篩選出的兩種最佳催化劑進行制備條件的優(yōu)化及表征。由XRD分析發(fā)現(xiàn)：熱處理溫度及離子摻雜對二氧化鈦的晶型有很大的影響，隨著燒結(jié)溫度的升高，改性二氧化鈦逐漸由銳鈦礦向金紅石轉(zhuǎn)變；然而經(jīng)過錳離子和鈷離子摻雜改性后，二氧化鈦相變的溫度均上升，且銳鈦礦

4、比例相對于單純納米二氧化鈦占了更大的比例。從催化劑表面等電點來看，摻雜改性后，催化劑表面等電點均升高，堿性基團增多，以摻鈷的改性二氧化鈦改變增加最多。
　　對TiMnxOy及TiCoxOy催化臭氧氧化降解草酸的操作條件進行了考察。研究結(jié)果表明，不同因素對催化臭氧氧化降解草酸反應過程的影響不同。臭氧投加量的變化對草酸去除率的影響較少；草酸的初始濃度、催化劑投量、溶液溫度的變化和溶液初始pH值的變化對草酸降解效果的影響較大，其中尤其以