稀土改性TiO2光催化降解水中林丹的研究.pdf

1、POPs具有環(huán)境持久性、生物富集性、半揮發(fā)性和高毒性的特點,是對人類健康及環(huán)境造成有害影響的化學物質(zhì)。光催化技術能廣泛降解有機物,對難降解有機物具有很好的分解作用,且能最終礦化為H2O、CO2等完全無害的物質(zhì)。本文以POPs的典型物質(zhì)林丹作為目標污染物,以稀土負載改性TiO2光催化降解林丹開展了研究,以期為光催化降解水環(huán)境中的POPs進行一定的理論探索。
　　本文首先開展了紫外光下稀土改性TiO2光催化降解林丹活性的研究。采用等體

2、積浸漬法制備了各稀土元素(包括 Y、Ce、Gd、Er)不同負載量的二氧化鈦,考察了紫外光下其光催化降解水中林丹的活性,并對篩選出的最優(yōu)活性催化劑進行了制備條件的優(yōu)化。結果表明:除Y外,稀土元素(Ce、Er、Gd)的負載有效提高了TiO2光催化降解林丹的活性,其中負載量為0.03％的Ce/TiO2為所考察的最佳催化劑,最優(yōu)制備條件為空氣氛圍下500℃煅燒3h。其次,開展了Ce/TiO2紫外光催化降解林丹影響的研究?？疾炝烁饔绊懸蛩?包括催

3、化劑投量、溶液 pH、初始濃度、電子捕獲劑、無機陰陽離子)對Ce/TiO2紫外光催化降解林丹的影響,并研究了不同初始底物濃度下的光催化降解林丹動力學。結果表明:當催化劑投量為20mg/200ml、pH=5~7、林丹濃度為1mg/l時對林丹進行紫外光催化降解,能達到91%的降解率;電子捕獲劑KBrO3對林丹的降解起到隨濃度升高先促進后抑制的效果,而K2S2O8隨濃度升高起到促進作用。無機陰離子(NO3-、SO42-、CO32-)對林丹的光

4、催化降解有抑制作用,而陽離子(Cu2+、Fe3+、Al3+)表現(xiàn)出促進作用;林丹的光催化降解動力學在低濃度時符合一級反應動力學方程,高濃度時符合零級動力學方程。最后,開展了可見光下稀土改性TiO2光催化降解林丹的研究。通過UV-vis漫反射表征了催化劑的光吸收性能,考察了Ce/TiO2和Er/TiO2的可見光催化降解林丹的活性。結果表明:Ce和Er在高負載量時表現(xiàn)出可見光吸收活性,負載量為1.0%的Er/TiO2活性最佳,可將200μg