强化光催化氧化苯甲酸研究

关键词： 养殖业 环境污染问题

强化光催化氧化苯甲酸研究（共18篇）

篇1：强化光催化氧化苯甲酸研究

强化光催化氧化苯甲酸研究

摘要：研究了不同质量浓度TiO2、O3、H2O2光催化氧化苯甲酸的过程.结果表明:苯甲酸在光催化臭氧-过氧化氢氧化(UV/TiO2/O3/H2O2)和光催化臭氧氧化(UV/TiO2/O3)过程的.去除率比单独光氧化(UV)、光催化氧化(UV/TiO2)、光催化过氧化氢氧化(UV/H2O2)过程明显增高.TiO2的最佳投加量为4.0 g/L,苯甲酸降解速度随着O3质量浓度增加而增大,低质量浓度的H2O2能促进苯甲酸氧化.动力学研究表明,苯甲酸降解过程遵循一级反应,苯甲酸在UV/TiO2/O3/H2O2作用下降解的速率常数是UV/TiO2/O3过程的1.47～6.29倍,是UV/TiO2过程的3.39～5.21倍.作 者：郭杏妹 张秋云 李来胜 于凤娥 GUO Xing-mei ZHANG Qiu-yun LI Lai-sheng YU Fen-ge 作者单位：华南师范大学化学与环境学院,广东广州,510631期 刊：华南师范大学学报(自然科学版) ISTICPKU Journal：JOURNAL OF SOUTH CHINA NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：,(3)分类号：X13关键词：苯甲酸 光催化 二氧化钛 臭氧 过氧化氢

篇2：强化光催化氧化苯甲酸研究

光催化氧化法处理造纸废液研究

以高压汞灯作光源、锐钛矿型TiO2为催化剂,开展了光催化氧化法降解造纸废液的.试验研究,考察了TiO2投量、H2O2投量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响.试验表明:25mL的废液在TiO2投量为0.3g、3%的H2O2投量为4 mL、pH=12.5的条件下,于室温下光照2 h后对COD的去除率和脱色率分别达到了60%和90%,即采用光催化氧化法处理造纸废液是有效的.

作 者：戴前进 作者单位：北京市市政工程设计研究总院,研究所,北京,100035刊 名：中国给水排水 ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER年，卷(期)：200521(2)分类号：X703.1关键词：造纸废液 光催化氧化法 二氧化钛

篇3：强化光催化氧化苯甲酸研究

本工作采用悬浮态光催化反应体系,在模拟太阳光条件下,研究了TiO2-xNx催化氧化苯甲酸的光催化性能,探讨了TiO2-xNx质量浓度、反应体系初始pH和苯甲酸初始质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响,并对其影响机理进行了分析。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

TiO2-xNx:粒径为9 nm,比表面积为139.3 m2/g,锐钛矿晶型,自制[9];苯甲酸、NaOH、HClO4:分析纯。

KQ160TDB型超声波振荡器:昆山舒美超声仪器有限公司;PHS-3C型精密pH计:上海精密科学仪器有限公司;350 W氙灯;TOC-VCPN型TOC测定仪:日本岛津公司;Zetasizer 3000 HS型电位粒径分析仪:Mal vem公司。

1.2 实验方法

实验装置采用内置式光催化反应器,光源为氙灯,其波长分布特点为:波长小于400 nm的紫外光含量较少,其能谱分布特点与太阳光相似[10]。采用总有机碳质量浓度(TOC)作为分析指标,反应前用超声波振荡器充分震荡反应液10 min,使TiO2-xNx与苯甲酸溶液充分混合,然后打开光源进行反应,待光源稳定5 min后开始计时,每隔20 min取样,用0.45μm微孔滤膜过滤后,采用TOC测定仪测定溶液中的TOC。

实验基准条件:苯甲酸的质量浓度为20 mg/L,反应温度为室温(20℃),反应时间120 min,同时通入空气提供电子捕获体O2,通入空气的流量为50 mL/s。

1.3 分析方法

采用pH计测定溶液pH[11];采用总有机碳测定仪测定溶液中的TOC[11]。

2 结果与讨论

2.1 TiO2-xNx质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响

在苯甲酸初始质量浓度为20 mg/L、反应体系初始pH为4.0的条件下,考察了TiO2-xNx质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响,实验结果见图1。由图1可见:随TiO2-xNx质量浓度增加,苯甲酸溶液中TOC去除率先提高后降低;当TiO2-xNx质量浓度为0.30 g/L时,苯甲酸溶液的TOC去除率最高,反应120 min时TOC去除率为77.5%。这是因为,随TiO2-xNx质量浓度增加,提供的有效光催化活性位相应增加,苯甲酸的光催化氧化效率也相应提高;当TiO2-xNx质量浓度大于0.50 g/L时,高浓度的催化剂对光源具有“屏蔽”作用[12,13],影响了光能的充分利用,阻碍部分入射光的穿透,导致光源的有效辐射区域变小,从而表现为TOC去除率下降。综合考虑成本和TOC去除率,TiO2-xNx的最佳质量浓度为0.30 g/L。

●0.05;■0.10;▲0.30;0.50;0.80

2.2 反应体系初始pH对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响

在苯甲酸初始质量浓度为20 mg/L、TiO2-xNx质量浓度为0.30 g/L的条件下,用1 mol/L NaOH溶液和1 mol/LHClO4溶液调节反应体系初始pH,考察了反应体系初始pH对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响,实验结果见图2。由图2可见,当反应体系初始pH为2.0时,TOC去除率最高,反应120 min时TOC去除率达82.5%。这说明,TiO2-xNx光催化氧化苯甲酸的最佳pH为2.0。与Degussa公司的P25型TiO2相比,偏酸性条件更有利于TiO2-xNx

光催化氧化苯甲酸反应的进行,这可能是由于N的加入导致TiO2结构的变化所致。

反应体系初始pH:●2.0;■4.0;▲6.0;◆8.0

研究表明,改变pH将改变溶液中催化剂的界面电荷性能,因而会影响物种在催化剂表面的吸附行为,从而导致反应速率的变化[14,15,16]。为了进一步明确溶液初始pH对催化剂的影响实质,测定了TiO2-xNx的等电点(IEP),实验结果见图3。由图3可见,TiO2-xNx的等电点大约在pH=5.3,当pH>5.3时,TiO2-xNx表面带负电荷,反之催化剂表面带正电荷。

由于反应体系pH不同,导致TiO2-xNx表面电荷不同,从而影响反应体系中物种在TiO2-xNx表面的吸附。在反应体系pH较低的条件下,TiO2-xNx表面吸附的主要是H2O,H2O与光致空穴产生如下作用:h++H2O→·OH+H+,这将有利于光生电子向TiO2-xNx表面的迁移,并与表面吸附的O2(O2aas)反应,这样不仅抑制了电子和空穴的复合,而且光生电子与O2反应是产生·OH的一个来源,从而提高了反应速率,导致TOC去除率提高。反应过程如下。

在反应体系pH较高的条件下,TiO2-xNx表面因吸附OH-而带负电荷,使得光生电子脱出所需能量增加,不利于e-到达TiO2-xNx表面,同时会捕获h+,不利于分解反应的进行。另外对于苯甲酸而言,其pKa为4.21,当反应体系pH小于pKa时,苯甲酸以分子的形式存在,有利于TiO2-xNx吸附有机污染物,从而促进光催化氧化降解过程,提高苯甲酸及其降解中间产物的矿化程度。

2.3 苯甲酸初始质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响

在TiO2-xNx质量浓度为0.30 g/L、反应体系初始pH为2.0的条件下,考察了苯甲酸初始质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响,实验结果见图4。由图4可见,随苯甲酸初始质量浓度增加,TOC去除率逐渐下降,反应速率也相应降低。这是因为,随苯甲酸初始质量浓度增加,即反应物浓度增加,TIO2-xNx表面吸附的有机物的量也随之增加,可促进光催化反应的进行。但苯甲酸初始质量浓度大于20 mg/L后,光催化氧化效率明显降低,反应120 min时体系的TOC去除率下降,这是因为,当反应体系中有机物浓度增大到一定程度时,催化剂表面吸附有机物的速率大于表面光催化氧化降解反应的速率,苯甲酸及光催化氧化中间产物将在TiO2-xNx表面积累,造成TiO2-xNx表面有效活性位数目下降,从而影响光催化氧化反应的进行,最终导致苯甲酸及其中间产物的矿化程度降低。在P25型TiO2光催化氧化苯甲酸的实验中发现[17],当苯甲酸质量浓度为20～30 mg/L时,2 h内TOC去除率为64.1%～69.0%;当苯甲酸质量浓度增加至40 mg/L时,2 h内TOC去除率仅为45.7%,而此时TiO2-xNx对TOC的去除率仍高达67.4%。这说明TiO2-xNx比P25型TiO2具有更强的浓度适应能力。

苯甲酸初始质量浓度/(mg·L-1):●10;■20;▲30;40

3 结论

a)以自制纳米TiO2-xNx催化剂,氙灯为光源,苯甲酸为模型污染物,研究了在悬浮态光催化氧化体系中,TiO2-xNx催化氧化苯甲酸的光催化性能。随TiO2-xNx质量浓度增加,苯甲酸溶液中TOC去除率先升高后降低;当TiO2-xNx质量浓度为0.30 g/L时,苯甲酸溶液的TOC去除率最高,120 min内TOC去除率为77.5%。

b)经测定TiO2-xNx的等电点为pH=5.3,故在反应体系pH较低的条件下,TiO2-xNx表面带正电荷,更有利于·OH的产生,且此时苯甲酸以分子形式存在,容易吸附在催化剂表面而被降解。

篇4：强化光催化氧化苯甲酸研究

关键词：化学需氧量；氨氮；混凝；光催化氧化；垃圾渗滤液

中图分类号： X703文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0356-03

收稿日期：2014-03-28

作者简介：范琳清（1988—），女，安徽砀山人，硕士研究生，主要从事环境监测研究。E-mail：fanlinqing1@163.com。

通信作者：朱英存，副教授，主要从事环境监测研究。E-mail：13862091993@163.com。垃圾渗滤液主要是在垃圾堆放和填埋过程中由于降水和微生物分解产生的一种生物难降解的有机高浓度废水[1]，具有水质、水量变化大，有机污染物数量大且种类繁多，氨氮浓度高等特点，不易于生化处理。常用物化处理法[2-5]、土地处理法[6]、生物处理法[7-9]等方法对垃圾渗滤液进行处理。刘松等利用改性沸石处理垃圾渗滤液，结果表明该改性沸石对渗滤液中COD的最佳去除率为36%左右，而且沸石吸附COD的作用以物理吸附为主[2]。吴荻等研究了三级稳定塘在垃圾渗滤液后续处理中的应用，在好氧曝气阶段，BOD、COD的去除率最高可达到42.77%、54.9%[7]。但是使用单一方法处理垃圾渗滤液，不易达到国家要求的排放标准。光催化氧化技术是一种新兴的绿色高级氧化技术，具有反应条件温和、操作简单、高效率、低能耗、环境友好等优点。其反应机理是，在光的激发下，某些具有能带结构的半导体氧化剂如TiO2能够产生氧化性强的羟基自由基（·OH），它是一种无选择性的强氧化剂，可以在温和条件下快速将水样中的有机物彻底氧化为水、二氧化碳等无污染的小分子物质[10-13]。本研究利用混凝-TiO2光催化氧化联合工艺处理垃圾渗滤液，以期寻求去除COD、氨氮的最佳条件。

1材料与方法

1.1仪器与药品

试验仪器：梅宇牌MY3000-6A型混凝试验搅拌仪，飞利浦牌紫外灯（4、8、18、25、30 W），Spectrum721E型分光光度计，Shimadzu UVmini-1240型紫外可见分光光度计，烘箱，马弗炉，电子天平。

试验药品：聚合氯化铝（PAC），氯化铁，硫酸亚铁，碘化钾，碘化汞，氢氧化钠，酒石酸钾钠，无水乙醇，氯化铵，硝酸，钛酸正四丁酯，异丙醇，重铬酸钾，硫酸银，硫酸汞，浓硫酸（优级纯）。以上试剂中除浓硫酸外，均为分析纯。

1.2催化剂的制备

在室温下将20 mL钛酸四丁酯与60 mL无水乙醇混合，并加入少量丙酮，混合完全后形成M溶液。将含有0.3 mg/L Fe3+离子的溶液2 mL、硝酸2 mL、蒸馏水缓慢滴入到20 mL乙醇溶液中，完全混合配成N溶液。将N溶液以2滴/s速度缓慢滴到M溶液中并强烈搅拌，滴加完成后继续持续搅拌30 min，得到Z溶胶。将Z溶胶陈化12 h，于100 ℃下干燥 8 h 后研磨粉末，将该粉末在450 ℃马弗炉中焙烧2 h，自然冷却至室温，制备出改性的二氧化钛粉末。

1.3试验方法

混凝试验：室温下向烧杯中移取1 L垃圾渗滤液，加入聚合氯化铝（PAC），用硫酸和NaOH溶液调节垃圾渗滤液的pH值，使用MY3000-6A型混凝试验搅拌仪在140 r/min转速下搅拌15 min。静置，取上清液分析。

光催化氧化试验：移取经混凝试验处理过的垃圾渗滤液上清液200 mL于自制的微型光催化反应器中（图1），通过调节反应器中溶液的pH值、TiO2 量、紫外灯功率、照射时间，对垃圾渗滤液进行光催化氧化处理，反应结束后，静置，取其上清液分析。

1.4分析方法

采用标准分析方法分析COD、氨氮[14]。去除率计算方法如下：

E=C1-C2C1×100%。（1）

式中：E为去除率；C1为处理前浓度；C2为处理后浓度。

2结果与分析

2.1混凝试验

2.1.1PAC投加量对污染物去除率的影响室温下取6只烧杯，分别向其中移取1 L垃圾渗滤液，PAC用量分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g，采用硫酸和NaOH溶液调节垃圾渗滤液的pH值，在140 r/min转速下搅拌15 min，静置，取其上清液分析，结果如图2所示。当PAC用量为1.0 g时，COD、氨氮去除率达到最大，分别为48.33%、11.04%；当PAC用量大于1.0 g时，污染物去除率略有下降，原因是PAC是高分子物质，入水后形成聚合阳离子，容易吸附胶粒和悬浮物，过量的PAC会对胶粒产生保护作用，使胶体不易沉淀[15]。因此本研究中PAC最佳用量为1.0 g/L。

2.1.2pH值对污染物去除率的影响控制PAC用量为 1.0 g/L，用硫酸和NaOH溶液分别调节各瓶中垃圾渗滤液的pH值为4、5、6、7、8、9，在140 r/min转速下搅拌15 min，结果见图3。pH值对于去除COD和氨氮有很大影响，当pH值为6时COD和氨氮去除率达到最大，分别为48.96%、14.56%。其原因是，Al3+的水解产物随着溶液pH值的变化而变化，当pH值增加时Al3+水解为Al（OH）3，容易吸附胶粒其沉淀；当pH值过大时Al3+水解为Al（OH）-4，使絮体沉降受到影响。因此本研究采用的最佳混凝pH值为6。

nlc202309011120

2.1.3搅拌强度对污染物去除率的影响控制PAC用量为1.0 g/L，混凝 pH值为6，搅拌时间为15 min，考察搅拌机的搅拌强度对污染物去除率的影响。由图4可见，随着搅拌强度的增大，COD和氨氮的去除率增加，当搅拌强度为 150 r/min 时，COD和氨氮的去除率达到最大， 所以本研究采

用150 r/min作为最佳搅拌强度。

2.1.4混凝时间对污染物去除率的影响控制PAC用量为1.0 g/L，混凝pH值为6，搅拌强度为150 r/min，考察混凝时间对污染物去除率的影响。由图5可见，在一定范围内，COD和氨氮去除率随着混凝时间的增加而增大，当混凝时间为 15 min 时，COD和氨氮去除率达到最大，所以本研究选用 15 min 为最佳混凝时间。

2.2紫外光催化氧化试验

2.2.1催化剂用量对污染物去除率的影响移取经最佳混凝条件下处理后的上清液200 mL于自制的微型光催化反应器中，调节反应器中溶液的pH值为7，加入30% H2O2 5 mL，开启紫外灯照射一定时间，改变TiO2 用量，进行催化氧化处理。由图6可见，当TiO2用量为0.3 g/L时，COD和氨氮的去除率较好，分别为78.80%、54.58%。因为TiO2的比表面积很大，容易吸附垃圾渗滤液中的有机物，使其被氧化，同时Fe3+也能氧化有机物；当TiO2用量过大时，TiO2粉末容易分散到体系中，使体系透光率下降，光催化效率反而下降。因此，本研究选择的TiO2投加量为0.3 g/L。

2.2.2紫外灯功率对污染物去除率的影响控制TiO2用量为0.3 g/L，分别用0、4、8、18、25、30 W紫外灯照射，试验结果见图7。随着紫外灯功率增大，COD和氨氮的去除率也逐渐增大，当紫外灯功率为25 W时，去除率达到最大。原因是紫外灯功率增大时，催化剂吸收更多的辐射能，使更多的·OH和空穴（H+）生成，有利于COD和氨氮的去除。因此本研究选择的紫外灯功率为25 W。

2.2.3反应时间对污染物去除率的影响使用0.3 g/L TiO2催化，30% H2O2 5 mL，调节垃圾渗滤液的pH值为7，用25 W紫外灯照射，同时曝气，反应时间分别为15、30、60、90、120、150 min，试验结果见图8。随着反应时间延长，COD和氨氮的去除率增大，反应时间为120 min时污染物去除率最大。反应时间的增加使催化剂吸附垃圾渗滤液中更多有机物，抑制了h+-e-的复合，提高了光催化效率，COD和氨氮被去除。本研究选择120 min为最佳反应时间。

2.2.4pH值对污染物去除率的影响改变垃圾渗滤液的pH值，对垃圾渗滤液进行催化氧化处理。由图9可见，pH值对污染物去除率的影响很大，在偏酸性或偏碱性条件下，COD去除率较高，在酸性条件下容易生成·OH，并且容易与被吸附的 O-2· 结合形成H2O2，提高了光催化效率；在碱性条件下，TiO2表面带负电荷，有利于空穴转移到TiO2表面上，减少了电子空穴对的复合概率，有利于去除COD。氨氮去除率随着pH值的增加而提高，在碱性条件下NH4+会转变为NH3从而被热解。本研究选择的最佳pH值为11。

2.3几种处理方法的比较

在上述最优条件下，分别用混凝法、光催化氧化法、混凝-光催化氧化法对垃圾渗滤液进行处理。由图10可见，采用单一的混凝法和光催化氧化法对垃圾渗滤液进行处理，COD去除率分别为51.02%、82.70%，氨氮去除率分别为1402%、74.32%。采用混凝-光催化氧化法进行处理，COD去除率为98.36%， 氨氮去除率为89.96%。因此，混凝-光

催化氧化法联合处理对垃圾渗滤液COD和氨氮的处理效果最好。

3结论

混凝试验表明，PAC投加量和pH值对垃圾渗滤液中污染物去除率的影响很大。当PAC投加量为1.0 g/L、pH值为6、搅拌速度为150 r/min、搅拌时间为15 min时，混凝效果较好，COD和氨氮的去除率分别为51.02%、14.02%。光催化试验表明，当TiO2投加量为0.3 g/L、紫外灯功率为25 W、反应时间为120 min、pH值为11时，COD、氨氮的去除效果较好。单独的混凝处理对垃圾渗滤液的处理效果不太显著，但是经混凝-TiO2光催化氧化组合工藝处理后，处理结果较好，COD和氨氮的去除率分别达到98.36%、 89.96%。

参考文献：

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篇5：强化光催化氧化苯甲酸研究

摘要：以纳米锐钛矿型TiO2为光催化剂,对高聚物聚乙二醇水溶液进行光催化降解实验.生成物CO2的量及反应物剩余率与反应时间的关系表明该组反应为零级反应,且催化反应速率与平均相对分子质量成反比.根据热重分析、红外光谱的.检测结果,对聚乙二醇光催化氧化反应的机理进行了探讨.作 者：吴缨    范崇政    WU Ying    FAN Chong-zheng 作者单位：吴缨,WU Ying(合肥学院化学与材料工程系,安徽,合肥,230022)

范崇政,FAN Chong-zheng(中国科学技术大学化学物理系,安徽,合肥,230022)

期 刊：化学世界 PKU Journal：CHEMICAL WORLD 年，卷(期)：, 48(12) 分类号：X703 关键词：聚乙二醇    纳米二氧化钛    光催化   

篇6：强化光催化氧化苯甲酸研究

TiO2光催化氧化改性技术研究进展

摘要：综合光催化氧化改性技术研究资料,简述了TiO2光催化氧化反应机理,对提高光催化效果的.方法进行了总结,并提出了TiO2光催化氧化改性技术今后的研究方向.作 者：肖琳 曹长春 崔S璐 作者单位：桂林理工大学环境科学与工程学院,广西,桂林,541004;桂林理工大学广西环境工程与保护评价重点实验室,广西,桂林,541004期 刊：广西轻工业 Journal：GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY年，卷(期)：,26(3)分类号：X703.5关键词：二氧化钛 光催化氧化

篇7：强化光催化氧化苯甲酸研究

中孔纳米二氧化钛光催化降解苯酚的研究

以溶胶-凝胶法合成中孔纳米二氧化钛,考察不同光降解反应条件下其对苯酚溶液的降解效果.结果表明,反应液pH在7～9,通氧速率为1 g/L,光催化剂用量为0.3～0.4g/L时,光催化降解效果最好.制备的.中孔二氧化钛由于其孔状结构使光催化效率明显高于P-25.

作 者：王京刚 常红 WANG Jing-gang CHANG Hong 作者单位：北京化工大学环境工程系,北京,100029刊 名：有色金属 ISTIC PKU英文刊名：NONFERROUS METALS年，卷(期)：200557(4)分类号：X703.1 X783关键词：环境工程 苯酚 光降解 中孔纳米二氧化钛

篇8：甲苯催化氧化合成苯甲醛的研究

1 甲苯气相氧化法

甲苯气相氧化法是在高温和固体催化剂的共同作用下, 使得甲苯蒸汽和空气、O2或O3发生适度氧化生成苯甲醛的反应。方程式见图1。

气相氧化属于多相催化过程, 其主要产物为苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸和碳氢化合物等。 目前文献中所报道的方法大多是采用流化床或固定床工艺流程。

筛选出高活性和高选择性的催化试剂是甲苯气相氧化的关键所在。 目前所做使用的催化剂以金属和金属氧化物为主, 其大致可分为以下几种:

1.1 钒基催化剂。 钒基催化剂主要用钒氧化物为主催化剂, 同时再添加些钛的氧化物为助催化剂。 这样既可以释放出活性氧又可以把钒负载到载体上增加催化剂的稳定性。 在V- Ti催化体系的基础上, Mars- Van krevelen机理被人们提出并进行了完善, 此后Busea等人也通过不同的反应验证了Mars- Van Krevelen机理。

Bottino等人分别在固定床和催化膜反应器中使用了用溶胶法制备的V/Al2O3- Ti O2催化剂。 实验结果表明, 不同的反应器, 实验结果不同。 在催化膜反应器中, 醛的选择性高, 而在固定床上苯甲酸的选择性高。

此后, 中外学者对此催化体系进行不断研究和改进。 Andreas等研究了在V- Ti催化体系中把碱金属作为助剂使用时, 苯甲醛的选择性随着金属离子半径和其碱性的增加而增加, 并且发现了V2O5- K2SO4- Si O2也具有较好的催化活性。

1.2 钼基催化剂

钼基催化体系是以钼为活性中心, 并且加入了Ce. Fe. La等金属作为助催化剂, 以提高催化性能。 助剂中的Ce4+和Fe3+等离子可以通过Mars- Van Krevelen的电子循环转移机理使活性中心Mo6+价态得以维持。 而在所有的助剂中以加入铈为最好, 其催化活性的顺序为: Ce3+> Fe3+>La3+> Mo O3。

铈钼复合型催化剂, n (Mo) : n (Ce) =1:2 时, 苯甲醛选择性为29.2%, 转化率为48.9%反应活性最佳。 如果能在此体系中再加入P, 则更有利于甲苯转化。

1.3 其它催化剂。 随着研究的不断深入, 一些其它类型的催化体系也得到了应用, 使用的催剂也更加的复杂和多样化。例如:V- W氧化物 (V2O5-WO3) , Fe-Sb氧化物 (Fe Sb O4-Sb2O4) , Co基体系也都得到了应用。除此之外, 一些新技术和工艺也逐步应用到催化剂制备上来。

用此法生成苯甲醛, 操作相对简单, 原料廉价易得, 氧化速度快, 易于连续自动化, 所得产物中也不含有害物质氯, 但是此法也存在着不少问题, 如其反应条件苛刻、反应机理与历程比较复杂, 产物多样, 分离提纯困难, 副产物中富含有害物质, 不符合环境保护和原子经济原则; 其中苯甲醛的选择性和甲苯的转化率也不能同时提高, 所以在应用在当今工业当中仍受到了很大的限制。

2 甲苯液相氧化法

液相氧化甲苯是在氧化剂和催化剂共同作用下进行催化氧化甲苯反应, 大多数是以钴或锰基卤化物或有机酸盐为催化剂, H2O2、离子溶液、空气、氧气等为氧化剂。 与气相氧化法相比:反应温度较低、选择性好。 主催化剂常使用钴、锰等 ( 图2) 。

日本专利给出以下条件:50 g甲苯, 0.05 g AIBN ( 偶氮二异丁腈) , 200×10- 6苯甲酸钠 (或钾) , 5×10- 6环烷酸钴 (或钒、锰) , 在高压釜中于180 ℃, 1M Pa, 反应2h, 甲苯转化率为12.56%时, 苯甲醛产率为2.14%。

液相空气氧化法的催化剂除钴、 锰的有机酸盐以外, 还可以是钒、铅、钌、钯的化合物, 也可用 γ 射线照射。 除空气氧化法以外, 也有人开发了用氧化剂。

如: 硝酸高铈铵、KMn O4- Et3N、 三甲基硅烷基氯铬酸酯等氧化甲苯的方法, 但成本要高于空气氧化法。

结束语

综上所述, 绿色有机合成苯甲醛作为新的科学前沿已逐步形成, 它不仅可以从源头上控制环境污染, 更重要的是原料的利用率可以得到很大程度的提高。 当然, 这项工作是十分复杂而又艰巨的, 真正发展还需要从观念、理论、合成技术等方面对传统的、常规的有机合成进行不断的改进和创新。 如果加快研究的步伐, 解决各种主要存在的问题, 绿色化生产便有可能取代现行的方法, 在苯甲醛的生产工艺上有所突破。

参考文献

[1]王宪, 王彬, 张彰等.苯甲醛清洁生产工艺技术研究进展[J].化工进展, 2005 (2) :109-116.

[2]徐杰, 王峰, 李晓强, 周利鹏.中国专利申请号200310119470.1.

[3]葛欣.石油化工, 2009, 8 (15) :38.

[4]汪小强, 欧光南, 袁友珠.[J].化学学报, 2004, 9 (30) :62.

篇9：光催化氧化

规模化、集约化的畜禽养殖业得以迅猛发展，已成为我国农村

经济的重要组成部分。但是禽畜养殖业大力发展所带来的环境

污染问题也日益严重，它不仅影响经济发展，而且还危及生态

安全，已成为人们普遍关注的社会问题。目前，我国每年约产

生畜禽粪便45亿吨，其化学需氧量（COD）远远超过我国工业

废水和生活污水之和。畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活

污染之后的第三大污染源，成为我市农村污染的主要原因之

一。因此，为有效减少畜禽养殖废水对环境的污染，保证我市

畜禽养殖业的稳步健康发展，因地制宜地研究开发畜禽废水高

效、低成本的处理技术迫在眉睫。

Ti02作为光催化剂，因具有高活性、安全性、廉价和无污

染等特点而成为最具有前途的绿色环保型催化剂之一，而竹炭

具有均匀的微孔及稳定的骨架结构，比表面积相当丰富，且来

源丰富、价格低廉，具有很好的离子交换吸附性能。将Ti02负

载与竹炭载体上，通过吸附所提供的高浓度环境来提高Ti02的

光催化活性。利用竹炭作载体的负载型Ti02光催化复合材料研

究甚少，而其易分解、便于回收、可循环使用的优点，对环境

保护和节能具有极其重要的意义。

一、实验

1.主要的仪器和试剂：PHS-3CT型数字pH计；8411A电动

振筛机；集热式恒温磁力加热搅拌器；箱式电阻炉；COD快速

测定仪；HH-4恒温水浴锅。钛酸四正丁酯（CP）；无水乙醇

（AR）；冰乙酸（AR）；硝酸（AR）；氢氧化钠（AR）；竹炭。

2.Ti02/竹炭复合材料的制备：竹炭预处理：经8411A型

电动振筛机选出60目的竹炭用稀酸浸泡6h后，再用自来水和蒸

馏水进行反复洗涤，烘干备用。溶胶凝胶法制备Ti02/竹炭复

合材料：移取35mL无水乙醇于锥形瓶中，再加入20mL钛酸四正

丁酯和5mL冰醋酸，在60℃下搅拌10～20min，得到溶液A。量

取20mL无水乙醇和2mL蒸馏水混合，用0.06mol/L的HN03溶液调

节其pH为2.7，得到溶液B。将溶液A与一定量竹炭混合，磁力

搅拌1h，在继续搅拌下于20～30min内滴加完溶液B，并继续搅

拌，直至成为凝胶。然后在120℃下烘干4h，转移到坩埚中并

在一定温度下绝氧烧结。冷却后取出，用蒸馏水洗涤、抽滤、

烘干，得到Ti02/竹炭复合材料。

3.Ti02/竹炭复合材料和Ti02对养殖废水中COD降解的

实验：采用单一变量法进行实验。量取一定量的养殖废水于

100mL的烧杯中，然后废水的pH值和温度调到一定值，称取一

定量的材料加入废水中，在可见光的条件下，静置一段时间后

过滤，用COD快速测定仪测定滤液的COD。

二、结果

1.竹炭的粒径对复合材料处理养殖废水性能的影响。分别量取废水

25mL于6个100mL的小烧杯中，调节废水的pH为2.0，分别称取在600℃焙

烧的不同粒径的复合材料1.5g，加入烧杯中，在温度为30℃的恒温槽中

反应30min，然后再测处理后废水中的COD。得到Ti02/竹炭复合材料中竹

炭的不同粒径与废水中COD降低率的关系。

2.Ti02百分含量对复合材料催化性能的影响。分别量取废水25mL于

5个100mL的小烧杯中，调节废水的pH为2.0，分别称取在600℃焙烧的不

同Ti02含量的复合材料1.5g，加入烧杯中，在温度为30℃的恒温槽中反

应30min，然后再测处理后废水中的COD。得到不同Ti02含量的復合材料

与废水中COD降低率的关系。

3.pH值对材料处理养殖废水性能的影响。分别称取1.5g的Ti02和复

合材料各7份，加入25.00mLpH值分别为1、2、3、5、7、8、9废水中，在

30℃的恒温槽中反应30min后，再测处理后废水中的COD。得到废水的pH

与废水中COD降低率的关系。

4.废水温度对材料处理养殖废水性能的影响。分别称取1.5gTi02和

复合材料各4份，加入25.00mL温度分别为25℃、30℃、35℃、40℃废水

中，在pH=2.0的情况下，反应30min后，然后再测处理后废水中的COD。

得到废水温度与废水中COD降低率的关系。

5.反应时间对材料处理养殖废水性能的影响。分别称取1.5gTi02和

复合材料各8份，分别加入25.00mL的废水中，反应时间分别为10min、

20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min，在pH=2.0，温度恒

为30℃的情况下，测定不同反应时间对复合材料性能的影响。反应结束

后，再测处理后废水中的COD。得到反应时间与废水中COD降低率的关系。

6.材料用量对废水COD降低率的影响。分别称取Ti02和Ti02/竹炭

复合材料的量各为0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g、3.5g，分别

加入25.00mL的废水中、反应时间为30min、废水的为pH=2.0、反应温度

恒为30℃，测定经过不同材料用量处理后的废水中COD降低率的影响。

反应结束后，再测处理后废水中的COD。得到材料用量与废水中COD降

低率的关系。

三、结论

1.采用溶胶一凝胶法制备的竹炭粒径为60目、Ti02的百分含量为

48.35%的复合材料经过600℃绝氧烧结后，比未负载竹炭的Ti02对养殖废

水具有更好的光催化活性。

2.与养殖废水中有机物降解有关的因素有：复合材料中Ti02的百分

含量、构成复合材料中竹炭的粒径、材料的用量、废水的温度、废水的

pH值、反应时间等。

3.材料的用量为2.0～2.5g左右、废水的温度为30℃、废水的pH值

为2.0、反应时间为60min左右时，复合材料和二氧化钛处理处理养殖废

水的效果最佳。

4.经过复合材料处理后的废水均可达国家排放标准，而经过二氧化

钛处理过的废水虽能达标排放，但对废水中COD的降低率比复合材料的

差，且费用高。因此复合材料在处理废水中的cOD比二氧化钛更优越。

可以在实际中广泛应用。

（作者单位：福建龙岩市第四中学）

篇10：强化光催化氧化苯甲酸研究

氮掺杂改性二氧化钛光催化剂的研究进展

综述了近年来国内外利用氮掺杂改性二氧化钛的光催化剂性能、提高可见光的利用效率的最新研究进展;分析和讨论了氮掺杂二氧化钛的`制备方法、理论计算和结构模型、掺杂机理等;总结了氮掺杂改性二氧化钛存在的问题,同时讨论了今后的研究方向.

作 者：丛野 肖玲 陈锋 张金龙 CONG Ye XIAO Ling CHEN Feng ZHANG Jin-long 作者单位：华东理工大学,精细化工研究所,结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室,上海,37刊 名：感光科学与光化学 ISTIC PKU英文刊名：PHOTOGRAPHIC SCIENCE AND PHOTOCHEMISTRY年，卷(期)：25(2)分类号：O64关键词：二氧化钛 氮掺杂 改性 光催化 模型 机理

篇11：强化光催化氧化苯甲酸研究

微等离子体氧化法制备TiO2光催化剂的活性研究

考察了用微等离子体氧化法制备的TiO2催化剂在不同条件下降解甲基橙的光催化活性,发现曝气、增加pH、加入Fe3+、Fe2+、联合超声作用等都可使活性极大提高.结果表明,在UV-TiO2-Fe2+和UV-TiO2-Fe3+体系中有光助Fenton效应,光-声联合催化反应中有光声协同效应,强化传质明显提高催化剂活性.研究表明,该法在TiO2光催化剂制备上有广阔发展前景.

作 者：严志宇 郭为军 公维民 YAN Zhi-yu GUO Wei-jun GONG Wei-min  作者单位：大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026 刊 名：大连海事大学学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF DALIAN MARITIME UNIVERSITY 年，卷(期)：2005 31(3) 分类号：X505 O644 关键词：微等离子体氧化法   光催化剂   光助Fenton效应   光-声协同效应  

篇12：光催化氧化法处理表面活性剂废水

光催化氧化法处理表面活性剂废水

阐述了采用光催化氧化法处理表面活性剂废水的`反应机理,系统总结了影响该反应的因素及提高光催化效率的途径,并提出了研究中存在的问题及今后的研究方向.

作 者：赵杨 魏宏斌 徐迪民 作者单位：同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092 刊 名：中国给水排水 ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2004 20(10) 分类号：X703.1 关键词：光催化氧化   表面活性剂废水   纳米TiO2

篇13：光催化氧化法降解亚甲基蓝研究

亚甲基蓝可用于麻、纸张、蚕丝织物的染色和制造墨水及生物、细菌组织的染色,还可用于木、竹的着色等方面。亚甲基蓝作为印染废水中典型的有机污染物,生产过程中未被利用的亚甲基蓝会被排入水体,造成严重的水污染[7],对其进行降解和脱色是纺织业印染污水治理的重要工作[8]。

本文以二氧化钛为光催化剂,研究了氧化剂用量、反应介质pH、催化剂用量、反应时间、光源和光照强度等因素对亚甲基蓝脱色率的影响,为亚甲基蓝废水的工业处理提供参考。

1 实验

1.1 实验仪器与试剂

主要仪器:722 s可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;800型离心沉淀器,金坛市华特实验仪器有限公司;AL104电子天平,梅特勒-托利多;FiveG o便携式pH计,梅特勒-托利多;HJ-9型多头磁力加热搅拌器,江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;ZF-20D暗箱式紫外分析仪,上海宝山顾村电光仪器厂。

主要试剂:亚甲基蓝(s)、TiO2(白色固体粉末)、H2O2(30%)、NaO H(s)、HCl(37%),以上试剂为分析纯。

1.2 实验方法

移取10 mL配制的亚甲基蓝溶液(10 mg/L)于50 mL比色管中,加入不同量的TiO2、H2O2,并稀释至50 mL,转移至100 mL锥形瓶中,在搅拌器上匀速搅拌一定时间,转移至离心管中,以3000 r/min的转速离心分离10 min,取清液测定亚甲基蓝溶液的吸光度A,根据处理前后亚甲基蓝废水的吸光度A0和A,用式(1)计算脱色率。

其中:A0———处理前亚甲基蓝溶液的吸光度

A———处理后亚甲基蓝溶液的吸光度

2 结果与讨论

2.1 pH对亚甲基蓝溶液吸收波长的影响

调节亚甲基蓝溶液的pH分别2.98、5.67、7.09、9.01,并使溶液总体积均为50 mL,在480~730 nm范围内改变波长分别测定亚甲基蓝溶液吸光度,得到不同pH时亚甲基蓝的吸收曲线(如图1所示)。

从图1可知,在不同pH时亚甲基蓝溶液的最大吸收波长几乎没有发生变化,由此可以确定亚甲基蓝溶液的吸收波长为665 nm。

2.2 H2O2加入量对亚甲基蓝脱色率的影响

用移液管移取10 mL亚甲基蓝溶液于50 mL比色管中,分别加入不同体积30%H2O2溶液,加入20 mg TiO2,并稀释至50 mL,摇匀,转移至100 mL锥形瓶中,在搅拌器上匀速搅拌60 min,转移至离心管中,以3000 r/min的转速离心分离10 min,取清液测定亚甲基蓝溶液的吸光度,计算脱色率,绘制脱色率-过氧化氢体积曲线图(如图2所示)。由图2可以看出,当H2O2溶液用量少于0.5 mL时,随着H2O2溶液用量的逐渐增加,亚甲基蓝溶液的脱色率逐渐增大,当H2O2溶液用量达到0.5 mL后,随着H2O2溶液用量的逐渐增加,亚甲基蓝溶液的脱色率基本保持不变,当H2O2溶液用量达到1 mL时甚至出现下降的趋势。从而确定H2O2溶液的加入量为0.5 mL。

2.3 TiO2催化剂投加量对亚甲基蓝脱色率的影响

用移液管移取10 mL亚甲基蓝溶液于50 mL比色管中,分别加入不同量的TiO2催化剂,加入0.5 mL 30%H2O2溶液,并稀释至50 mL,摇匀,转移至100 mL锥形瓶中,在搅拌器上匀速搅拌60 min,转移至离心管中,以3000 r/min的转速离心分离10 min,取清液测定亚甲基蓝溶液的吸光度,计算脱色率,绘制脱色率-二氧化钛用量曲线图(如图3所示)。由图中可以看出,当TiO2催化剂用量少于20 mg时,随着TiO2用量的增加,亚甲基蓝溶液的脱色率逐渐增大,当投加量超过20 mg时,随着TiO2用量的增加,亚甲基蓝溶液的脱色效率几乎没有变化,从而确定TiO2催化剂的加入量为20 mg。

2.4 不同光源及不同光照时间对亚甲基蓝脱色率的影响

用移液管移取10 mL亚甲基蓝溶液于50 mL比色管中,加入0.5 mL的30%H2O2溶液,加入20 mg TiO2催化剂,并稀释至50 mL,摇匀,转移至100 mL锥形瓶中,在搅拌器上分别在日光灯光、紫外光、太阳光照射下搅拌30 min、60 min、90 min、120 min。然后转移至离心管中,以3000 r/min的转速离心离心分离10 min,取清液测定亚甲基蓝溶液的吸光度,计算脱色率,绘制脱色率-时间曲线图(如图4所示)。从图4可以看出,在加入0.5 mL的30%H2O2溶液、20 mg TiO2催化剂的条件下,随着光照时间的增加,亚甲基蓝溶液的脱色效率均逐渐增大,当光照时间超过90 min后亚甲基蓝溶液的脱色率随着光照时间的增加增幅较小。在紫外光、太阳光和日光灯光三种光源中,紫外光比太阳光、日光灯光对亚甲基蓝溶液的脱色率影响更加显著,日光灯光照射90 min时亚甲基蓝溶液脱色率为67.7%,太阳光照射90 min时亚甲基蓝溶液脱色率为82.7%,而紫外光照射90 min亚甲基蓝溶液脱色率高达99%以上。

3 结论

光对TiO2催化H2O2氧化亚甲基蓝有显著的促进作用,在三种不同光源中,紫外光对亚甲基蓝溶液的脱色率影响最强,太阳光次之,日光灯光影响最弱。光照时间(反应时间)对亚甲基蓝溶液的脱色率有明显的影响,随着光照时间的增加,亚甲基蓝溶液的脱色率明显增加,当光照时间超过90 min后亚甲基蓝溶液的脱色率随着光照时间的增加增幅较小。在加入0.5 mL 30%H2O2溶液和20 mg TiO2的条件下,紫外灯照射90 min时亚甲基蓝溶液脱色率超过99%。

摘要：通过测定亚甲基蓝溶液处理前后的吸光度,计算脱色率,讨论了H2O2的用量、TiO2投加量、不同光源光照时间等因素对亚甲基蓝溶液脱色率的影响。实验结果表明,光对TiO2催化H2O2氧化亚甲基蓝有显著的促进作用,在紫外光、太阳光和日光灯光三种不同光源中,紫外光对亚甲基蓝溶液的脱色率影响最强,日光灯光影响最弱。在加入0.5 m L 30%H2O2溶液和20 mg TiO2的条件下,紫外光照射90 min时亚甲基蓝溶液的脱色率超过99%。

关键词：亚甲基蓝,TiO2,降解,光催化氧化

参考文献

[1]刘国光,丁雪军,张学治,等.光催化氧化技术的研究现状及发展趋势[J].环境工程学报,2003,4(8):65-69.

[2]高铁,钱朝勇.Ti O2光催化氧化水中有机污染物进展[J].工业水处理,2000,20(4):10-13.

[3]朱春媚,陈双全,杨曦,等.几种难降解有机废水的光化学处理研究[J].环境科学,1997,18(6):27-33.

[4]吕锡武,孙青春.紫外-微臭氧处理饮用水中有机优先污染物[J].中国环境科学,1997,18(4):377-380.

[5]韦朝海,焦向东,陈焕钦.有毒难降解有机污染物治理方法的研究进展[J].重庆环境科学,1982,20(4):22-27.

[6]A Fujishima,K Honda.Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrod[J].Nature,1972,238(5338):37-38.

[7]张洪林.难降解有机物的处理技术进展[J].水处理技术,1998,24(5):259-264.

篇14：强化光催化氧化苯甲酸研究

关键词：二氧化钛；酸性红G；光催化；中间产物

中图分类号：O656.4 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）02-0008-03

印染行业废水排量大、毒性高、成分复杂、可生化性差、对环境污染严重，因此，印染废水的处理备受关注。酸性红G是一种常见的染料，其溶液色度高、难降解，具有印染废水的特点，因此实验室常以酸性红G溶液来模拟印染废水，研究如何对其进行高效处理[1-2]。

光催化在处理工业废水方面有一定的发展前景[3]，具有节能、高效、降解彻底等优点[4]。TiO2是一种廉价、高效、清洁的半导体催化剂，可将难降解的有机污染物氧化分解成为CO2和H2O，成为环保领域的一个研究热点[5]。

本研究以酸性红G为待降解染料，研究纳米TiO2对酸性红G的降解，并对中间产物进行分析。

1 材料与方法

1.1 试剂

试验所用催化剂为德国进口纳米级TiO2，其锐钛矿含量为80%，比表面积为50 m2/g。酸性红G粉末由东京化成工业株式会社生产。

1.2 仪器设备

80-2B型离心机：上海安亭科学仪器厂；722S型可见光分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；pH211型pH计：Portugal公司；900 UV/VIS/NIR型紫外—可见分光光度计：Perkin Elmer Lambda公司；Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪：Perkin Elmer Lambda公司。

1.3 试验步骤

分别配制5，10，20，40 mg/L染料溶液，取不同浓度的染料溶液600 mL于800 mL圆柱形石英容器中，进行光催化试验。向染料溶液中加入纳米TiO2，使其浓度为1 g/L。避光搅拌15 min后，将18 W紫外灯插入混合液中，边搅拌边照射。试验中，在相同时间间隔下取10 mL降解液于离心管中，以3 600 r/min的转速离心10 min，取上层清液，以蒸馏水为参比，用可见光分光光度计测吸光度，计算染料溶液的降解率；同时，用pH计检测染料溶液在降解过程中pH值的变化。

在降解过程中，分别在10，20，30，40 min时，取初始浓度为20 mg/L酸性红G溶液170 mL离心。取上层清液10 mL，用紫外—可见分光光度计在200～800 nm条件下扫描；取剩余清液150 mL于250 mL烧杯中，加入溴化钾0.15 g，于90 ℃烘干压片，用傅里叶变换红外光谱仪测定红外光谱。

1.4 降解率的计算方法

溶液的降解率通过以下公式计算：

式中：A0为染料溶液光催化反应前溶液的吸光度；A为不同光催化时间下染料溶液的吸光度。

2 结果与分析

2.1 酸性红G达到最大降解率所用时间及溶液pH值的变化

在催化剂的浓度为1 g/L，染料浓度分别为5，10，20，40 mg/L条件下，酸性红G达到最大降解率所用时间测定结果见表1。

由表1可以看出，TiO2可将酸性红G降解98%以上。由于反应过快和过慢都不利于对降解产物的分析，为测量方便，以染料浓度20 mg/L为宜。

在降解过程中，4种浓度溶液的pH值均出现了先缓慢增大、后逐渐减小的趋势。这说明在降解过程中可能先生成了一定的碱性物质，随着反应的进行，碱性物质分解，产生了新的酸性物质，因此使溶液的pH值继续下降。

2.2 酸性红G降解过程中溶液的UV—VIS图谱变化

利用紫外—可见分光光度计测得酸性红G在降解过程中紫外光谱变化情况如图1所示。

由图1可以看出：酸性红G的最大吸收波长在510 nm，这是N参与整个大分子共轭体系中π→π*所产生的。在310 nm处出现的峰可能是由于苯环上的取代基影响，特征峰产生了一定偏移（苯的特征峰在254 nm）。随反应时间的推移，两处吸收峰均有一定程度的减弱。510 nm处吸光度迅速下降，说明共轭体系遭到了一定程度的破坏；而310 nm处吸光度下降则不是很明显，可能是由于苯环进一步氧化的难度较大，不易被氧化所引起的。在反应进行10 min时，最高处吸收峰发生了一点偏移，这很可能是助色基团从染料结构中脱离，使染料的共轭结构变小，电子云的密度减小，从而引起最大吸收波长向短波方向移动。

2.3 酸性红G降解过程中的红外光谱变化

通过红外光谱可以观察到染料分子在被氧化的过程中其主要官能团的变化情况。酸性红G降解过程中的红外光谱图如2所示。

由图2可以看出：酸性红G原始溶液（0 min）红外光谱图中，3 447 cm对应为N—H的伸缩振动，

1 557～1 492 cm对应为苯环的骨架振动，897～688 cm对应为苯环上C—H弯曲振动，1 455 cm对应为

—N=N—伸缩振动，1 325 cm时应为C—N伸缩振动，1 049 cm和986 cm对应为—SO3-基团中S=O对称与非对称伸缩振动[6]。

随着反应的进行，偶氮键吸收峰减少，还可以明显地看到苯环峰消失，结合紫外光谱图可知，C—N键先进行断裂，苯可能断裂成其他小分子；在1 400 cm处C=O峰加强，对应溶液pH值的增加，说明有羧酸生成，也可能是醛或酮等物质。在3 176 cm处出现新的峰形，很可能是因为氢键的影响，出现—OH的伸缩振动。因此，苯环断裂成为羧酸的可能性较大。而在1 050 cm处的峰渐渐消失，在1 110 cm处的峰增强，该处对应为SO42-吸收峰，则表明有SO3-转化成SO42-。

3 结论

1） 纳米TiO2可将酸性红G降解98%以上。

2） 酸性红G在降解过程中溶液的pH值先增大、后减小。通过紫外和红外光谱的分析可知，在降解的过程中，C—N键先受到攻击，苯环逐步被氧化成小分子酸，最后生成CO2和H2O。

参考文献

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[2] 徐冬梅，黄玲玲，赵忠玲，等.用活性炭吸附和TiO2光催化降解法处理酸性红G染色废水[J].苏州大学学报：自然科学版，2008，24（3）：84-89.

[3] 赵晓兰，张鹏，徐瑞芬，等.纳米TiO2对甲基橙的吸附及光催化降解[J].北京化工大学学报：自然科学版，2003，30（6）：10-13.

[4] LINSEBIGLER A L，LU G，YATES J T.Photocatalysis on TiO2 Surfaces：Principles，Mechanisms，and Selected Results[J].Chemical Reviews，2002，95（3）：735-758.

[5] 高濂.纳米氧化钛光催化材料及应用[M].北京：化学工业出版社，2002.

[6] 张华.现代有机波谱分析[M].北京：化学工业出版社，2005.

篇15：强化光催化氧化苯甲酸研究

光催化氧化法处理石灰法草浆造纸废水

采用光催化氧化法处理石灰法草浆造纸废水,考察了ZnO加入量、H2O2加入量、废水pH、光照时间与光照强度对废水COD去除率的影响.在ZnO加入量为3g/L、H2O2加入量为14g/L、pH为10.00的.条件下,废水经功率500W的低压汞灯照射8 h后,其COD为153.8 mg/L,COD总去除率可达90%以上.

作 者：朱亦仁 张振超 解恒参 王锦化 杨伟华 Zhu Yiren Zhang Zhenchao Xie Hengshen Wang Jinhua Yang Weihua  作者单位：徐州师范大学,化学系,江苏,徐州,221116 刊 名：化工环保  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 25(4) 分类号：X703.1 关键词：氧化锌   光催化氧化   造纸   废水处理  

篇16：强化光催化氧化苯甲酸研究

纳米二氧化钛气相光催化降解三氯乙烯

采用气相色谱-质谱联用方法,X射线光电子能谱和程序升温脱附方法研究了纳米二氧化钛表面三氯乙烯的气相光催化降解反应.检测到四种新的`含三个碳原子的中间体,说明三氯乙烯在反应过程中发生了CC双键的裂解及加成反应.研究表明,水蒸气对降解反应的影响不仅与水蒸气的浓度有关,还与催化剂对水的吸收能力有关.反应副产物在催化剂表面的积累是导致催化剂活性降低的主要原因.催化剂的X射线光电子能谱显示,反应后催化剂表面可能有部分钛原子与反应副产物中的氧原子或氯原子直接键合,但钛仍为+4价.

作 者：李功虎 马胡兰 安纬珠 LI Gonghu MA Hulan AN Weizhu 作者单位：中国科学院成都有机化学研究所,成都,610041刊 名：催化学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS年，卷(期)：21(4)分类号：O643/X7关键词：纳米二氧化钛 三氯乙烯 光催化氧化

篇17：强化光催化氧化苯甲酸研究

TiO2光催化氧化去除水中有机污染物

摘要：TiO2光催化氧化去除水中有机污染物,是一种无毒、催化活性高、稳定性好以及抗氧化能力强的.新型水处理方法,因此在水处理中日益显示出广阔的前景.介绍了TiO2光催化去除水中有机污染物的研究进展,催化剂及栽体.以及反应的影响因素等概况.作 者：韦芳 Wei Fang 作者单位：江苏省赣榆县环境保护局,江苏,赣榆,222100期 刊：中国资源综合利用 Journal：CHINA RESOURCES COMPREHENSIVE UTILIZATION年，卷(期)：,28(4)分类号：X703关键词：光催化氧化 有机污染物 TiO2光催化剂

篇18：二氧化钛光催化研究进展

关键词：二氧化钛,光催化,改性技术

1 引言

随着人类社会与经济的不断发展, 能源短缺和环境污染问题也随之出现, 因此在发展的同时, 也要注重能源和环境问题。经过人们的研究努力, 已经建立了许多处理污染物的技术。如常用污染物的处理技术有物理法、化学法、生物法等, 这些方法各有其优点, 但缺点在于大多对污染物降解不彻底, 易造成二次污染、投资成本大、操作费用高等[1]。随着国家对环保要求的提高, 有必要寻求高效的污染物处理新技术。光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术, 可利用太阳能对水和空气中的多种污染物进行降解。

光催化技术是指在光和光催化材料作用下, 将光能转化为化学能, 发生氧化还原反应, 使污染物被降解[2]。

在其过程中, 除了光源, 还必须有合适的光催化材料, TiO2因具有优异的紫外线吸收能力、氧化还原能力强、光催化效率高、稳定性强、无毒、无二次污染、抗化学和光腐蚀、价廉、粒径小、比表面积大、可见光透明性、颜色效应和表面超双亲性等优点, 成为目前最常用的光催化材料[3,4,5,6,7]。但TiO2对太阳光的利用效率低, 只有5%左右, 当受到紫外光照射时才能形成电子 (e-) -空穴 (h+) 对, 进而降解污染物[8,9,10]。这样会使TiO2光催化材料的实际应用范围降低, 因此可以对二氧化钛进行改性以提高其可见光催化活性。

2 二氧化钛改性技术

2.1 掺杂金属离子

TiO2掺杂金属离子可以扩展光吸收波长范围, 提高光量子效率, 抑制光生电子和空穴的复合, 从而提高可见光催化性能。近些年国内外研究了各种金属离子掺杂TiO2, 有过渡金属离子和稀土金属离子, 如Au3+、W6+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Sm3+、Yb3+、Mo3+、Gd3+、Mn2+、Ag+、Zn2+、Ru3+、Cd2+、Cr6+、La3+、Ce3+、Er3+、Pr3+、Nd3+[11,12,13,14]。通过掺杂, 光催化性能都有一定程度的提高, 有很大的参考应用价值。

2.2 掺杂非金属元素

非金属元素的掺杂是在TiO2中引入晶格氧空位, 或部分氧空位被非金属元素取代, 使TiO2的禁带窄化, 从而扩展光的波长范围。目前非金属元素掺杂改性TiO2已成为TiO2可见光研究热点, 其最大的优点是在扩展TiO2可见光催化活性的同时不影响紫外光的催化活性[15]。N元素在非金属元素掺杂TiO2中研究最多, 综合国内外已有的研究报道, N掺杂TiO2光催化剂的制备方法可归类为后处理[16]与过程处理[17,18], 过程处理是在TiO2的形成过程中将N掺入, 而后处理则是在TiO2形成后用含N物质处理。此外, 还有非金属元素C、F、P、S等的掺入。但非金属元素掺杂TiO2实现可见光催化还存在一些问题, 需要更深入的研究解决。

2.3 表面光敏化

表面光敏化是指在TiO2光催化剂表面物理或化学吸附一些染料类有机物, 从而使吸收波范围红移[19]。光敏化可以扩展TiO2光吸收波长范围, 提高对可见光的利用效率, 进而提高催化活性。染料类有机物是常用的光敏剂, 如卟啉、、酞菁、曙红、杂多蓝、荧光素衍生物等。但大多数光敏剂在近红外区吸收较弱, 与污染物之间存在吸附竞争而不断消耗, 限制了光敏化的发展, 还需进一步研究, 解决这一问题。

2.4 半导体复合

半导体复合是提高TiO2光催化性能的一种技术, 利用两种不同禁带的半导体组合, 以提高系统的电荷分离效果, 扩展光吸收波长范围。当两种不同禁带的半导体组合, 通过不同组分间的接触, 光生电子会迅速注入能量较低的导带, 减少光生载流子的复合率, 还可以将宽带隙的TiO2光响应区扩展到可见光区, 从而有效地利用太阳光和增加光稳定性[20]。目前已有CdS-TiO2、SnO2-TiO2、WO3-TiO2、ZrO2-TiO2、V2O5-TiO2等研究报道。半导体复合光催化性能较纯TiO2有所提高。

3 结语