顏料紅254-TiO2光催化降解羅丹明B廢水

更新時間：2014-06-29 17:20 來源：環(huán)境工程學報作者: 閱讀：2543

摘要：以工業(yè)有機顏料C.I.顏料紅254（DPP254）為敏化劑，通過溶劑熱法對純TiO2進行改性，得到復合光催化劑DPP254-TiO2。并通過XRD、SEM、UV-VisDRS和N2吸附-脫附（BET和BJH）等測試手段對DPP254-TiO2進行了表征。以羅丹明B（RhB）為目標降解物，研究了DPP254-TiO2在可見光下對有機污染物的光催化降解性能。同時考察了DPP254含量、反應時間、RhB初始濃度和催化劑濃度等因素對RhB降解速率的影響。結(jié)果表明，改性后的催化劑光響應范圍由紫外光區(qū)拓寬到可見光區(qū)。對其光催化反應機理進行了探討。催化劑重復使用4次，活性沒有明顯降低，說明催化劑具有很好的穩(wěn)定性。

印染行業(yè)產(chǎn)生大量廢水、且廢水中有機污染物含量高，對人類和環(huán)境危害嚴重，常用的微生物處理技術對染料等合成有機物難以降解，共沉淀、吸附、化學氧化等方法存在去除率低、成本高，并且易引起二次污染。因此，印染廢水中有機污染物的處理是亟待解決的問題。

近年來，高級氧化技術已被證明可應用在難降解的印染廢水處理中，其中TIO2光催化技術是最具潛力的氧化技術，它可使難生物降解的染料降解成CO2和H2O。納米TIO2作為光催化劑具有活性高、氧化能力強、能耗低及相對穩(wěn)定等優(yōu)勢，但其在光催化過程中存在明顯的不足：光生電子與空穴復合率高，易失去催化活性；光吸收波長范圍窄，可見光利用率低；對污染物吸附較弱等。因此，必須對TIO2進行改性。

光敏化是拓寬TIO2可見光響應的有效途徑之一，目前在光敏化方面研究最為廣泛的修飾手段是有機染料光敏化技術，但是染料敏化納米TIO2的過程也被用于提高該染料自身的可見光降解效率，絕大多數(shù)染料在可見光照射下不穩(wěn)定，會降解，且在TIO2存在條件下，這種降解會加速進行，這是利用染料敏化納米TIO2提高其可見光降解所面臨的主要困難。工業(yè)有機顏料具有可見光響應的特點，并且具有優(yōu)異的耐光牢度與耐氣候牢度、良好的耐溶劑性、耐熱穩(wěn)定性、水不溶性和成本低等優(yōu)點，可以大大提高光催化劑的穩(wěn)定性和重復使用性，有望在光催化降解有機污染物理論上獲得新的突破。

因此本文主要采用工業(yè)有機顏料DPP254改性TIO2，然后研究了光催化體系催化劑用量、催化劑組成、初始濃度和反應時間等因素對羅丹明B溶液降解率的影響，最后對其光催化機理進行了探討。

1實驗部分

1.1主要藥品和儀器

藥品：二氧化鈦（TIO2），優(yōu)級純，德國德固賽化學公司；C．I．顏料紅254（DPP254），化學純，南通市爭妍顏料化工有限公司；N，N二甲基甲酰胺（DMF），分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；山梨糖醇酐油酸酯（SPAN-80），化學純，天津西瑪科技有限公司。

儀器：XPA-7型多試管同時攪拌光學反應儀，南京胥江機電廠；CHD-0510低溫恒溫循環(huán)器，常州博遠實驗分析儀器廠；AgILeNT8453紫外分光光度計，濟南勝利儀器公司。UV365型UV-VIS吸收光譜儀，日本島津公司；RIgAkUD/mAX2500V/PC型轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀，日本理學公司。

1.2DPP254-TIO2復合光催化劑的制備

將0045gDPP254溶于80mLDMF溶液中，向其中加入4.5gTIO2，并加入0.8mLSPAN-80，攪拌成紅色均勻的懸濁液，轉(zhuǎn)入水熱反應釜中，200℃下反應3.5h，自然冷卻至室溫。將所得懸濁液離心分離，用蒸餾水多次洗滌沉淀離心至上層液呈無色，然后將所得沉淀物干燥，研細，得到粉紅色DPP254TIO2復合催化劑粉末。改變DPP254與TIO2的相對比例得到不同DPP254含量的復合光催化劑。

詳情請點擊下載附件：顏料紅254-TiO2光催化降解羅丹明B廢水

聲明：轉(zhuǎn)載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益，請作者持權屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將及時更正、刪除，謝謝。