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微波辅助光催化降解活性艳红X-3B的研究

杨鹏

  光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术。由于它高效、无二次污染,具有可直接利用太阳能的潜力,而倍受学者们的关注。针对普通TiO_2光催化剂存在着分离效果差、量子效率低、太阳光利用率低等缺点,本文利用溶胶-凝胶法制备了以累托石、浮石和柱状活性炭(GAC)等吸附性材料为载体的TiO_2光催化剂,研究了它们的光催化活性。选择具有代表性偶氮染料——活性艳红X-3B作为目标污染物,研究了染料废水在微波辅助光催化氧化(MW/PCO)反应中脱色的工艺条件以及影响因素,并探讨了MW、UV耦合提高光催化量子效率的作用机理。研究结果如下: 1. X-3B溶液在不同氧化体系中的脱色率从大到小排序为:MW/UV/TiO2> MW/UV > UV/TiO2>UV。MW与UV/TiO2具有协同作用; 2.浓度在100~1000mg/L范围内,X-3B溶液的微波辅助光催化(MW/UV/TiO2) 脱色反应服从一级反应动力学方程。在MW/UV/TiO_2体系中,酸性和碱性条件、提高光照度以及外加H_2O_2均能提高X-3B的脱色率; 3.使用吸附性材料作为载体,有助于TiO_2在载体上的固定,同时可以起到吸附与催化氧化的相互协同作用,实现了污染物在光催化剂表面的大量富集,从而使光催化效率提高。微波场的存在,有利于吸附性材料的再生,增加了光催化剂与载体的使用寿命; 4. X-3B在微波辅助光催化反应中的脱色是光催化氧化和直接光解两种反应共同作用的结果。微波辅助光催化降解X-3B主要是·OH的亲电加成机理,与X-3B的光催化降解机理一样,引入微波并没有改变X-3B的降解机理。……   
[关键词]:光催化氧化;微波;X-3B;吸附性载体
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中科技大学2005年