高強(qiáng)光光催化的性能研究及應(yīng)用.pdf

1、TiO2光催化在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的水相和氣相有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的光催化去除方面取得了較大的進(jìn)展，被認(rèn)為是一種極具前途的環(huán)境污染深度凈化技術(shù)。但是現(xiàn)有光催化技術(shù)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)速率慢，而UV光源是光催化反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力，直接影響了光催化反應(yīng)的速率。因此，為了提高光催化的反應(yīng)速率，本課題采用了提高光照強(qiáng)度這種簡(jiǎn)單的的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)有毒有害難降解有機(jī)物污染物的有效而且快速的降解。該方法克服了普通紫外燈光催化降解污染物效率差等缺點(diǎn)，是一種有效處理難降解污染

2、物的方法。
　　本課題利用亞甲基藍(lán)脫色對(duì)高強(qiáng)光光催化的性能進(jìn)行研究，通過(guò)提高光強(qiáng)來(lái)提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，然后將其應(yīng)用在對(duì)消毒副產(chǎn)物二氯乙酸DCA的催化降解上。本課題進(jìn)行了高強(qiáng)光光催化和低強(qiáng)光光催化降解消毒副產(chǎn)物二氯乙酸的對(duì)比研究，選擇降解率和反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)速率、量子效率、能量消耗這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)高強(qiáng)光光催化和低強(qiáng)光光催化的優(yōu)劣。同時(shí)探討了高光強(qiáng)范圍內(nèi)，不同光強(qiáng)、初始反應(yīng)物濃度，TiO2含量等初始條件對(duì)提高光催化降解速率的影響

3、。
　　利用亞甲基藍(lán)的脫色對(duì)高強(qiáng)光的光催化性能的研究結(jié)果表明，在高強(qiáng)光照射條件下，光強(qiáng)范圍為1.43×10-6到3.13×10-6 einstein cm-2 s-1，光催化的反應(yīng)速率明顯提高，對(duì)20ppm的亞甲基藍(lán)的降解98％的反應(yīng)時(shí)間可以縮短到30s。在所研究的光強(qiáng)范圍內(nèi)，反應(yīng)速率常數(shù)隨著光強(qiáng)的增大而近似線性增大。光強(qiáng)對(duì)亞甲基藍(lán)降解的反應(yīng)速率影響很大，提高光強(qiáng)能大幅度提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間。
　　在高強(qiáng)光條件下和在低

4、強(qiáng)光條件下分別對(duì)二氯乙酸進(jìn)行降解對(duì)比研究結(jié)果表明，在高強(qiáng)光條件下，30s的光照時(shí)間可以使20ppm的二氯乙酸其降解99%以上，高強(qiáng)光光催化的降解90%二氯乙酸所需要的時(shí)間是低強(qiáng)光光催化的1/180，反應(yīng)速率比低強(qiáng)光光催化提高了4個(gè)數(shù)量級(jí)。雖然高強(qiáng)光光催化的量子效率低于低強(qiáng)光，但是其降解百分比很高，反應(yīng)時(shí)間很短，反應(yīng)速率很快，而且能耗低。
　　在高光強(qiáng)范圍內(nèi)，對(duì)提高光催化降解二氯乙酸反應(yīng)速率的影響因素研究結(jié)果說(shuō)明，在光強(qiáng)度為3.13

5、×10-6 einstein cm-2 s-1，催化劑濃度為1 g/L，二氯乙酸初始濃度為30ppm條件下，二氯乙酸的降解速率最快。同時(shí)，TOC分析儀檢測(cè)的結(jié)果說(shuō)明，在光強(qiáng)條件為3.13×10-6 einstein cm-2 s-1下，二氯乙酸的光催化過(guò)程中沒(méi)有穩(wěn)定的中間產(chǎn)物生成。
　　通過(guò)上述分析可以看出，光強(qiáng)對(duì)二氯乙酸的光催化氧化速率有很大影響，光強(qiáng)是影響反應(yīng)速率的重要影響因素。提高光強(qiáng)能大幅度提高反應(yīng)速率。這一方法將為其他鹵