TiO2/粉煤灰光催化降解雙氯芬酸鈉研究

更新時間：2014-03-12 10:00 來源：環境科學學報作者: 閱讀：2226

摘要：以燃煤電廠外排的廢棄物粉煤灰（CFA）為載體，采用混合泥漿法將TiO2負載在CFA的表面，得到一種新型的復合光催化劑TiO2/CFA.對TiO2/CFA進行了掃描電鏡分析、X射線衍射分析和氮吸附測試，并以雙氯芬酸鈉的光催化降解為評價手段，研究了TiO2負載量對TiO2/CFA光催化性能及重復使用性能的影響.結果表明，TiO2負載量的增加有助于提高TiO2/CFA的光催化性能，但當TiO2負載量過高時，CFA上的TiO2在水處理過程中容易脫落，對TiO2/CFA光催化劑的重復使用性能不利.本研究中，最佳的TiO2負載量約為50%，循環使用6次，其光催化降解效率沒有明顯降低，雙氯芬酸鈉的降解率均可達70%以上.

關鍵詞：二氧化鈦，粉煤灰，光催化，藥品和個人護理用品

藥品和個人護理用品是一種日益受到人們關注的新興污染物．獸類醫藥品、農用醫藥品、人類服用醫藥品及化妝品的使用是其進入環境的主要方式．由于該類物質在被去除的同時也在源源不斷地被引入到環境中，人們還將其稱為“偽持續性”污染物，目前在地表水、地下水、飲用水、土壤、污泥中普遍檢出ＰＰＣＰｓ類物質，給水環境質量和生態系統安全帶來隱患．雙氯芬酸鈉是一種人類用醫藥品，水環境中的雙氯芬酸鈉被認為是一種持久性有毒污染物，會污染飲用水，進而影響人體健康，增加人類病原菌的耐藥性.

納米ＴｉＯ２光催化劑是近年來發展起來的一種新型環境友好材料，它可以利用光能對水中或者空氣中的有機污染物進行光催化降解，最終生成無毒、無味的ＣＯ２、Ｈ２Ｏ及一些簡單的無機物．早期研究中，大多將ＴｉＯ２粉末與廢水組成懸浮體系，這樣ＴｉＯ２粉末能與廢水充分混合，有利于提高光催化降解效率．然而，由于納米顆粒尺寸細小，水處理后很難回收重復利用．為克服這一缺陷，近年來ＴｉＯ２光催化劑的負載技術得到了廣泛的研究，將ＴｉＯ２負載到適合的載體上，可解決水處理后的分離回收和重復使用問題．目前被用來作為ＴｉＯ２光催化劑的載體主要有玻璃、陶瓷、石英沙、不銹鋼、鈦合金、沸石、活性炭、活性炭纖維等.

粉煤灰（ＣＦＡ）是燃煤電廠粉煤燃燒排放的廢棄物，我國目前每年排放的粉煤灰超過１億ｔ，而重復利用率僅為４１．７％，且主要限于建材制品、建筑工程、道路工程等方面，其余大部分被堆積廢棄，不僅占用了大量耕地，而且易造成環境污染．本研究組前期以粉煤灰為載體，采用３種不同方法成功將ＴｉＯ２負載到粉煤灰的表面，其光催化降解甲基橙的結果表明，以混合泥漿法制備得到的ＴｉＯ２／ＣＦＡ光催化劑具有最佳的光催化性能和重復使用性能．因此，本研究繼續以粉煤灰為載體，采用混合泥漿法制備ＴｉＯ２／ＣＦＡ光催化劑，通過調整ＴｉＯ２前驅體鈦酸四正丁酯的加入量來改變ＴｉＯ２的負載量，并以雙氯芬酸鈉為目標污染物，研究ＴｉＯ２負載量對ＴｉＯ２／ＣＦＡ的光催化降解性能及重復使用性能的影響.

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