二氧化钛光催化降解含酚废水试验性研究

摘要

本文选择苯酚作为研究对象，采用氨基安替比林分光光度法作为分析方法，研究TiO2光催化降解苯酚的特性，探讨了影响TiO2光催化降解水中苯酚的因素，研究了TiO2光催化降解苯酚的动力学模型以及该技术在实际废水中的应用。主要结论如下：
　　 (1)相同条件下，含有10％金红石的锐钛型TiO2(3＃)光催化活性最好，苯酚降解效果最佳。
　　 (2)影响TiO2光催化降解苯酚行为的因素主要有苯酚溶液初始浓度、光照因素、溶液pH值、反应时间、催化剂投加量等。苯酚初始浓度越高，降解率越低；
　　 紫外光源效果最好，相同条件下光距越小苯酚降解率越高，有效水深越小苯酚降解率越高；苯酚降解率受溶液pH值的影响较大，整体酸性条件下降解率比碱性体条件要高：苯酚降解率随反应时间的延长越来越高，刚开始降解率升高较快，最后趋于平缓：苯酚降解率随着催化剂Ti02投加量的增加而增高，开始阶段降解率增加较快，最后保持稳定。100mL100mg/L的苯酚溶液最佳处理工艺条件为：3＃TiO2100mg，有效水深10mm，光距100mm，在20W紫外灯下照射2h，苯酚降解率达到75％。
　　 (3)助催化剂可以提高催化剂TiO2活性，对苯酚降解率影响显著。添加微量H2O2，1h后苯酚的降解率就达到85％．比不添加H2O2降解率提高了约30％。添加Fe3+、Cu2+对苯酚溶液处理效果有一定的促进作用，在相同条件下．比不添加金属离子苯酚降解率分别提高了15％(Fe3+)、10％(Cu2+)。在添加微量H2O2的基础上再添加适量金属离子，H2O2与Fe3+的协同效应对苯酚降解影响显著，大大提高了苯酚的降解率，缩短了反应时问，80min后苯酚降解率达到95％以上，100min后几乎完全降解。
　　 (4)研究表明苯酚溶液在初始浓度为30～150mg/L范围内，选TiO2光催化降解处理，反应表现为一级反应。该系统反应可以用Langmuir-Hinshdwood模型来描述，得到L—H方程为：r0=9.57*(3.21*10-3C0)/(1+3.21*10-3C0)(5)TiO2光催化氧化处理实际工业含酚废水效果显著，三种工业废水中酚类物质降解率都达到了99％以上；对废水COD、色度的处理效果显著，处理后水均达到国家排放标准。

目录

1 结论

2 试验条件与方法

3 TiO2光催化降解苯酚的特性研究

4 TiO2光催化降解苯本分动力学研究

5 TiO2光催化处理工业含酚废水效果研究

6 结论与建议

致谢

参考文献

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