固体超强酸SO42-TiO2Fe2O3的光催化降解含酚废水 毕业论文.doc

摘 要固体超强酸so42-/tio2/fe2o3的光催化降解含酚废水摘 要本文通过制备固体超强酸so42-/tio2/fe2o3为基础，以废水中的苯酚作为研究对象，采用4-氨基安替比林紫外分光光度法作为分析方法，研究so42-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性，探讨了影响so42-/tio2/fe2o3光催化降解水中苯酚的因素。并且测出了在不同温度下制备的固体超强酸对水中苯酚的影响。主要结论如下：影响影响so42-/tio2/fe2o3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so42-/tio2/fe2o3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。关键词：so42-/tio2/fe2o3 ，光催化降解，含酚废水vabstractsolid super acid so42-/ tio2 / fe2o3 light catalytic degradation of hydroxybenzene wastewaterabstractthis article through the preparation of solid super acid so42-/ tio2 / fe2o3 to study the waste water of phenol, the method of spectrophotometry in 4-aminor -antipyrine was used to analysis sephenol in this study. the so42-/ tio2 / fe2o3 photocatalytic degradation of characteristics, discusses the influence so42-/ tio2 / fe2o3 photocatalytic degradation of the water of the factors. the main conclusions are as follows: affected so42-/ tio2 / fe2o3 photocatalytic degradation of phenol behavior are the major factors of the initial concentration of the solution, illumination factors, ph value, solution reaction time, catalyst dosing quantity, etc. the uv light source, the best effect under the same conditions from the smaller light of the degradation rate is high, the less effective water depth of the higher the degradation rate; the overall decline than the alkaline solution rate higher body condition; the degradation rate of reaction time with the extension of more and more high, just start degradation rate increases quickly, finally tend to gently; phenol as catalyst degradation ate so42-/ tio2 / fe2o3 dosing quantity increased with the increase of the start tage, degradation rate increase quickly, finally remain stable. keywords: so42-/tio2/fe2o3 ,photocatalytic degradation ,phenol-containing wastewater目 录目 录第1章 绪论1 1.1 课题背景1 1.1.1 固体超强酸的种类.11.1.2 含酚废水来源及危害11.1.3 酚类化合物的性质及排放现状2 1.2 含酚废水处理的国内外研究现状3 1.2.1 吸附法31.2.2 萃取法4 1.2.3 汽提法5 1.2.4 膜分离法5 1.2.5 生化法6 1.2.6 氧化法7 1.3课题研究内容及意义8 1.3.1 课题研究内容8 1.3.2 课题研究意义9第2章 实验条件与方法10 2.1 试验仪器及试剂10 2.1.1 试验试剂及材料10 2.1.2 试验仪器10 2.2 固体超强酸的制备11 2.3 样品的分析测定方法122.3.1苯酚水样的测定122.3.2标准液的配制12第3章 固体超强酸so42-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性研究13 3.1 操作条件对光催化降解行为的影响13 3.1.1 光照因素对光催化降解行为的影响 13 3.1.2 时间对光催化降解行为的影响14 3.1.3 催化剂投加量对光催化降解行为的影响15 3.1.4 溶液初始浓度对光催化降解行为的影响16 3.1.5 溶液ph值对光催化降解行为的影响173.2 本章小结18第4章 结论19致 谢20参考文献21 第1章 绪 论第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1 固体超强酸的种类近年来,由于国际社会对环境保护的日益重视,绿色化工技术越来越受到瞩目。传统的利用硫酸、hf等为催化剂的旧工艺,由于存在着污染环境、腐蚀设备、催化剂不易与原料和产物分离等缺点,越来越受到严峻的挑战。从80年代开始,许多科学工作者针对那些传统工艺的生产过程,研究并开发了可以取代它们的新工艺,如利用分子筛、超强酸、离子交换树脂等新催化工艺,其中比较引人注目的是固体超强酸催化剂的研究。目前,合成的固体超强酸大致可分为如下三大类:(1)含卤素的固体超强酸。如sbf5-al2o3, sbf5/sio2-tio2,bf3/石墨、alcl3/离子交换树脂、sbf3-hf/pt-au等。(2)so42-/mxoy型固体超强酸催化剂。如so42-/fe2o3, so44-/zro2,so42-/tio2,so42-/sno2,so42-/al2o3等。(3)其它类型固体超强酸催化剂。如杂多酸型固体酸、负载金属氧化物型固体酸、沸石超强酸等。其中so42-/mxoy型固体超强酸具有制备简单、对水稳定、无污染、可在高温下使用等优点,而成为该领域中的研究重点。文中将主要介绍近年来有关so42-/mxoy型固体超强酸催化剂的制备、表征及其催化作用等方面的研究进展情况。1.1.2 含酚废水来源及危害 酚类化合物是一种普遍使用的化工原料，大量存在于煤焦油及各种煤的液化和气化产物中，是煤加工过程的主要副产物之一。含酚废水主要来自焦化厂、石- 2 -化厂、树脂厂、绝缘材料厂、制药厂、化工厂、香料厂、塑料厂等。随着需求增加和生产规模不断扩大，使酚成为水体中重要的污染物之一，含酚工业废水的排放给环境造成了严重污染，目前处理含酚废水己成为水处理的一大难题。酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生物个体都有毒害作用。它可通过皮肤及粘膜的接触而吸入或经口腔浸入生物体内，与细胞原浆中的蛋白质接触后形成不溶性蛋白质而使细胞失去活性，尤其对神经系统有较大的亲和力，使神经系统发生病变，人口服致死量为2一15g。酚的毒害作用可使皮肤过敏，能使人的神经、肝、肾受损，长期饮用被酚污染的水源，会出现慢性中毒、头痛、头晕、疲劳、失眠、耳鸣、白血球下降、贫血及记忆衰退等症状。低浓度酚可使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀。含酚废水对给水水源、水生生物也产生严重影响，酚的毒性能大大抑制水中微生物的生长速度，影响水的生态平衡。食用酚中毒的鱼会引起呕吐及腹泻，在为饮用水加氯消毒时，即使仅含有0.001m叭酚类物质，也会产生臭酚。另外，含酚废水对农作物也会产生影响。低浓度含酚废水灌溉农田会使一些农作物中含有酚类物质，不能食用，高浓度含酚废水灌溉农田会引起农作物的死亡。因此，美国环保署把苯酚列入优先污染物和65种有毒污染物，我国也把苯酚列入中国环境优先污染物“黑名单”之中1。1.1.3 酚类化合物的性质及排放现状苯酚是酚类化合物中最重要、最简单的酚，外观为白色或无色结晶，有特殊气味和一定的腐蚀性，显酸性。该化合物是1834年龙格(lungef)在煤焦油中发现的，故也叫石炭酸。在空气中易变成粉红色，密度1.0719/cm，熔点4243、沸点182，在室温下微溶于水、乙醚、氯仿、甘油和二硫化碳，几乎不溶于石油醚【2】。苯酚是一种重要的有机化工原料，是丙烯的重要衍生物之一，主要用于生产酚醛树脂、己内酞胺、双酚a、己二酸、苯胺、烷基酚以及水杨酸等，此外还可以用作溶剂、试剂和消毒剂等，在合成纤维、合成橡胶、石料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面具有广泛的应用【3】。随着世界经济的飞速发展，为满足工农业的需求，全世界苯酚的生产和消费分别由1995年的557.3万t和513.1万t增长到2002年的793.3万t和653.5- 31 -第1章 绪 论万t，我国苯酚的生产和消费分别由1995年的23.06万t和27.00万t增加到2002年的27.00万t和48.72万t。工农业的繁荣发展带来酚类化合物的大量生产和消费，但由于污水处理的技术水平和成本等原因，各类型的工厂，如石油化工厂、农药厂、焦化厂等均大量排出未经处理或处理未达标的污水，其中酚类化合物是最常见的水体污染物。表1-1简要列出了酚在各类工业废水中的含量5。表1-1酚在各类工业废水中的含量工业污染源 酚浓度/mg/l气化焦炭 痕量710气化无烟煤 0-100：250-1800气化石炭 2300-3200：400-3200气化油页岩 620-1200气化褐煤 500-600气化泥煤 1200-5000：1200-10800气化工厂 3300苯酚生产 12000-15000树脂生产 10-35200塑料(焦油上水层) 3000酚醛树脂(焦油上水层) 3000炼焦脱酚前 1500-50001.2 含酚废水处理的国内外现状目前，国内外含酚废水常用处理方法大致可分为吸附法、萃取法、汽提法、膜分离法、氧化法以及生化处理法等。这些方法是国内处理含酚废水的主要方法，下面就一一介绍这几种方法。膜分离法又分为液膜法、中空纤维法；生化法又分为好氧生物法和厌氧生物法。1.2.1 吸附法吸附法是一种简单、易行的处理废水的方法，成功地用于废水处理早有报道。目前较广泛采用的固体吸附剂有活性炭、磺化煤、膨润土、大孔树脂等i6。活性炭的吸附容量大，对高、低浓度含酚废水均有较好的去除效果，但其再生有一定的困难。相对于粉末或颗粒状活性炭，活性炭纤维(acf)具有吸附容量大，吸附、解吸速率高，再生条件温和等优点。姜军清等7研究发现，acf对酚的吸附容量为275.1 m g，吸附饱和的acf可用10%的naoh溶液再生，重复使用3次，其吸附效率无明显变化。qu等81采用acf联用技术使acf的孔径减小、孔数增加、表面积增加，使对含酚废水的处理效果大大增加。磺化煤、膨润土虽然再生容易，但吸附容量较小，处理后废水中含酚量远达不到排放标准，需进行二级处理。大孔树脂较其他两种吸附剂有明显的优势，它有大量的孔穴和较大的比表面积，而且具有良好的疏水性。它对废水中酚类物质吸附可逆性好，可用naci-.naoh再生，不仅树脂可反复使用，而且可以回收酚类物质。大孔树脂处理含酚量较低的废水己取得较好的效果，但对于含酚量较高的废水，由于吸附量有限，仅靠树脂法己经不行，这时可先采用化学沉淀法将废水中的含酚量降低，再用树脂法处理，效果较好，树脂法处理高浓度含酚废水已有成功的先例9。1.2.2 萃取法萃取法是利用难溶于水的萃取剂与废水接触，使废水中酚类物质与萃取剂结合，实现酚类物质的相转移。其优点是设备投资少、操作方便、能耗低，同时能有效回收废水中的酚类物质，适用于高浓度含酚废水;缺点是萃取过程中“返混”严重，易造成溶剂损失和二次污染。目前使用较多的有n-503、7301树脂、803#液体树脂、tbp及topo等。杨义燕等人根据可逆络合反应萃取分离原理提出了用络合萃取法处理含酚废水技术，而且开发了高效qh混合型络合剂，它具有接触级数少，对含酚废水处理能普遍适用等特点;葛宜掌等人进一步提出了用协同一络合萃取法回收含酚废水中的酚类物质的方法，并在此法理论的基础上，开发了4种hc新型萃取剂。第1章 绪 论1.2.3 汽提法汽提法是污水与水蒸气直接接触，使其中的挥发性物质按一定比例扩散到气相中，从而达到从污水中分离污染物的目的。汽提法脱酚工艺简单，广泛应用于处理高浓度含酚(1000 ml以上)废水，可以达到经济上收支平衡，而且不会产生二次污染。但经汽提的废水中仍有较高浓度的残余酚(约400m l)，需经进一步处理。1.2.4 膜分离法（1） 液膜法液膜法处理含酚废水，无论是低浓度或高浓度都可适用。万印华等以表面活性剂lms-3，液体石腊一煤油为膜溶剂，naoh为内相试剂的乳膜体系，采用油内比3:2、乳水比1:4处理高浓含酚废水的工艺条件，ec-2型高压静电破乳，对含酚10000-47000 ml的工业废水，经2-3级液膜处理，出口水中酚质量浓度即可降至0.5 ml以下，除酚率大于99.99%，内相富集酚达270 ml以上，可回收酚。梁吉艳等利用煤油naoh乳液液膜体系处理低浓度含酚废水，得出最佳工作参80质量分数3%，乳水比1:4，油内比1:1，萃取时间9-12 min，内水相naoh质量分数为1%到1.5%。除酚效率达95%以上，达到国家对工业废水中酚的最高允许排放标准0.5 mg要求。液膜除酚效果虽好，但工艺复杂，操作技术要求高，不利于中小企业的推广。（2） 中空纤维膜法由于液膜操作要求高，稳定性较差，固体膜萃取分离技术去除废水中低挥发性有机物的研究也日益受到人们的关注。增第等进行了中空纤维膜萃取酚的实验研究，膜材料为聚矾，配合萃取剂为50%磷酸三丁醋(tbp)10一煤油溶液;经过2级膜萃取，废水中酚的质量浓度由1223.53 ml降到45.85 ml，去除率达到96.3%。李健生等采用聚偏氟乙烯为中空纤维膜，以煤油一50%磷酸三丁酷为萃取剂，对含酚废水进行了实验，废水的酚质量浓度可从1223ml降到45m l，去除率达96%以上，排出的废水中酚含量符合国家排放标准。这是一种方便可靠、节省能源、降低成本的分离方法，具有工业应用价值，但中空纤维材料的要求、制膜技术上需要进一步探索。1.2.5 生化法（1） 厌氧生物处理法厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。传统的厌氧生物处理法主要用于处理生物污泥和高浓度有机废水，而目前，对厌氧生物法处理有机污水已不再局限于传统的理论，厌氧法已被用来处理cod 5o00k)的空化气泡及强氧化性物质，使难降解有机物完全氧化降解。christian8研究了氯代苯酚、苯酚等的超声波化学降解过程发现，这些酚类化合物最终都被完全矿化为hci、h2o、co和co2。与其他水处理技术相比，该法仍存在处理量少、费用高的问题，目前仍属探索阶段。(3) 光催化氧化法自1972年fujishima等发现了tio2电极上的水的光催化裂解反应，多相光催化反应研究就迅猛发展起来。多相光催化技术在环境保护、净化气相和水中的有机污染物等方面有广阔的应用前景。特别是在废水净化成为全世界所有国家在发展经济的同时面临的优先发展的课题的今天，光化学反应在环境污染治理领域已得到广泛应用。业己证明，具有良好光催化活性的半导体催化剂有tio2、zno、cds。其中zno、cds在光照时不稳定，且其腐蚀产物会带来二次污染。tio2以其价廉、稳定、无毒而成为光催化剂的首选物。试验结果表明，以tio2粉为原料制备的tio2/glass膜光催化降解性能比tio2粉剂好。魏宏斌等人的研究表明，以钦酸丁醋、乙醇、水和硝酸为原料，采用溶胶一凝胶法在玻璃纤维上形成锐钦矿型tio2薄膜，对腐殖酸水溶液进行催化氧化处理，取得了很好的效果。光催化氧化技术作为新一代的氧化技术，由于其具有氧化能力强、反应速度快、氧化彻底、不产生二次污染等优点，是个具有广阔发展前景的废水处理技术。在人类进入21世纪的进程中，半导体光催化技术可能是最有希望对环境友好的催化新技术，其在废水处理方面也有广阔的应用前景。其中tio2光催氧化作为一种半导体相光催化技术，近年在污染治理方面的研究取得了很大进展。己有许多文献报道了对染料、杀虫剂和除草剂、油类、表面活性剂、烃类和多环芳烃、卤代芳香化合物、梭酸、酚类、氰化物等多种重要有机化合物和无机化合物的研究，发现超强酸光催化技术能有效地进行脱色、降解、去毒，矿化为无机小分子物质，从而消除或减轻污染物对环境的影响。1.3 课题研究内容及意义1.3.1 课题研究内容本实验通过制取不同温度下的固体超强酸以一定浓度的苯酚溶液为实验对象，研究不同ph值、光照、原液浓度、固体超强酸投加量和投加氧化剂种类等因素对去除酚类物质的影响，探讨s042-/tio2/fe2o3光催化处理酚类物质的特性。对苯酚降解率的影响。通过紫外分光光度计测定前后吸光度来确定苯酚的降解率，从而确定使苯酚降解的最佳条件。第1章 绪 论1.3.2 课题研究意义高级氧化技术是一种常见的水处理技术，由于其氧化能力强、选择性小、处理效率高等优点，在水处理领域用于对难降解有机物的去除。光催化氧化作为一种典型的高级氧化技术近年来在难降解污染物的处理方面得到了广泛的研究。光催化氧化比起臭氧、高锰酸钾、单纯的光化学等氧化手段对污染物更加没有选择性，比之吸附、膜分离等方法更加不会存在二次污染，因此是一种更有前途的水处理技术。在处理内分泌干扰物、消毒副产物、表面活性剂等方面也有显著效果。在常用的各种光催化剂中s042-/tio2/fe2o3具有活性高、稳定性好，能使有机污染物彻底降解，可以无选择地矿化各种有机污染物，不产生二次污染，对人体无害等诸多优点，且价格不太高，因此成为最受重视和具有广阔应用前景的光催化剂。探讨影响s042-/tio2/fe2o3光催化去除酚类物质的因素;了解s042-/tio2/fe2o3光催化去除酚类物质的动力学模型。第2章 实验条件与方法2.1 试验仪器及试剂2.1.1 实验试剂及材料表2-1 实验所需试剂列表实验试剂 类 型钛酸四正丁酯 分析纯无水乙醇 分析纯硝酸铁 分析纯氢氧化钠 质量分数为49%稀硫酸溶液 质量分数为49%氨水 质量分数为 20% 苯酚 50mg/l铁氰化钾溶液 质量分数为8%氯化铵溶液 质量分数为20%4-安替比林 质量分数为2%2.1.2 实验仪器表2-2 实验所需仪器列表仪 器 备 注分析天平 北京赛多丽斯天平有限公司第2章 实验条件与方法20w紫外灯 北京华特光电器材厂电动搅拌器 上海雷磁仪器厂分光光度计 北京瑞利分析仪器公司抽滤机 上海安宁科学仪器厂2.2 固体超强酸的制备方法一：溶胶-凝胶法用钛酸四异丙酯为前驱物，并与异丙醇混合，搅拌下加入25%的氨水水解，80下将溶液中的异丙醇蒸发，生成的凝胶于110下烘干，并制成粉末状，用0.0025m的稀硫酸浸渍，烘干后，在400下焙烧，即可制得s042-/tio2/fe2o3 固体超强酸。方法二：将ticl4溶液和fecl3溶液按一定的比例(nti和nfe摩尔比为21)混合,搅拌下用氨水调节ph值为9,放置过夜后抽滤,沉淀洗至无cl-检出(用0.1mol/l的agno3检验),于110下烘干,研磨。用1.0mol/l的h2so4按5g/ml的比例浸渍2d,抽滤烘干后,于马弗炉中在600下焙烧4h,制得so42-/tio2-fe2o3固体超强酸催化剂。方法三 ：量取17ml钛酸丁酯溶于无水乙醇中，在电动搅拌器的作用下，使其充分溶解形成浅黄色胶状透明溶液，称取10g硝酸铁溶于10ml除盐水中，将上述溶液在玻璃棒的搅拌作用下均匀混合，发现会有大量沉淀析出，加入氨水调节ph至9，溶液形成红褐色粘稠物质，然后将物质放在抽滤机上进行抽滤，干燥后放入配好的硫酸铵溶液中，浸渍24h。浸渍液产生明显的分层现象，溶液上层为清夜，下层为红褐色沉淀。我们先将上清液倒出，将烧杯中的红褐色沉淀放入蒸发皿中，将蒸发皿放入干燥箱中，在110下进行干燥，干燥后拿出发现蒸发皿中有红褐色固体产生，将红褐色物质放入研钵中进行研磨，研磨后放入坩埚中，在不同温度（600， 700）下放入马弗炉中灼烧，这样就能制得所需要的固体超强酸了。本实验采用第二种方法来制取固体超强酸。2.3 样品的分析测定方法2.3.1 苯酚水样的测定量取50ml苯酚，加入催化剂，在20w紫外灯的照射下2h，取出后用4-安替比林吸光光度法测定终点吸光度，利用降解率=（初始吸光度-终点吸光度）/初始吸光度100%的公式来绘制曲线，找出降解率最佳的实验条件。2.3.2 标准液的配制苯酚溶液：称取50mg苯酚溶解后定量至1l铁氰化钾溶液：称取8g铁氰化钾溶于水中移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度。4-安替比林溶液：称取2g4-安替比林溶于水中，溶解后移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度。氯化铵缓冲溶液：ph=10.7 称取20g氯化铵溶于100ml氨水中。第3章 固体超强酸so42-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性研究第3章 固体超强酸s042-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性研究3.1 操作条件对光催化降解行为的影响以下实验波长均在600nm的波长下：3.1.1 光照距离对光催化降解行为的影响取50ml的苯酚水溶液置于反应器中，催化剂用量为5g/l，改变光照距离，光照2h，反应完成后分离出催化剂，测定苯酚的吸光度并计算降解率，考察光强对苯酚降解率的影响，实验结果如图3-1：催化剂为600制取：、图3-1 光照距离对苯酚降解率的影响催化剂为700制取：图3-2 光照距离对苯酚降解率的影响由图3-1、图3-2可知，光距越小，苯酚降解的效果越好。这是由于光强越大，照射到催化剂表面的光量子越多，因而可以使半导体激发产生更多的高能的电子空穴对。但考虑到光距太小时，紫外灯长时间照射对溶液有加热作用而造成二次污染，因此本实验的光照距离选11cm为宜。3.1.2 时间对光催化降解率行为的影响取50ml的苯酚水溶液置于反应器中，催化剂的投加量为5g/l，调节光距为11cm，光照不同时间，考察反应时间对光催化降解反应的影响，每隔30min取样，实验结果如图2催化剂为600制取：第3章 固体超强酸so42-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性研究图3-3反应时间对苯酚降解率的影响催化剂为700制取：图3-4反应时间对苯酚降解率的影响由图3-3、图3-4可知，反应时间对苯酚光催化降解的存在有着一定的影响，随着时间的延长，降解率也随之增加，但时间越长降解率越降低，因此选择最佳反应时间150min。3.1.3 催化剂投加量对光催化降解行为的影响分别取50ml的苯酚溶液加入到6个相同的烧杯中，改变催化剂的投加量分别为1、2、3、4、5、6g/l，光距12cm，光照2h，考察催化剂投加量对苯酚降解率的影响，实验结果如图3：催化剂为600制取：图3-5催化剂投加量对苯酚降解率的影响催化剂为700制取：图3-6催化剂投加量对苯酚降解率的影响由图3-5、3-6可知，降解率随着催化剂投加量的增加而增加。但加入过多的催化剂反而会造成催化剂之间的光屏蔽，即阻挡紫外光在溶液中的透射深度，从而降低光的利用率。因此，最佳催化剂投加量为0.2g。3.1.4 溶液初始浓度对光催化降解行为的影响分别取50ml浓度为10、30、50、70、90mg/l的苯酚溶液，分别加入到5个相同的烧杯中，加入5g/l催化剂，在紫外灯下照射2h。考察溶液初始浓度对降解率的影响，实验结果如图4所示。催化剂为600制取：第3章 固体超强酸so42-/tio2/fe2o3光催化降解苯酚的特性研究图3-7溶液初始浓度对苯酚降解率的影响催化剂为700制取：图3-8溶液初始浓度对苯酚降解率的影响由图3-7、图3-8可知,催化剂投加量一定的情况下，苯酚的初始浓度对光催化性能有较大影响，浓度越低，光催化效果越好：浓度越高，催化性能越差。本实验选用50mg/l的苯酚溶液作为光催化反应的底物。3.1.5 溶液ph值对光催化降解行为的影响取50ml浓度为50mg/l的苯酚溶液，分别调ph值为3、4、5、6、7、8、，催化剂投加量为3g/l，光距12cm，反应时间2h。结果如图5所示：催化剂为600制取：图3-9溶液ph值对苯酚降解率的影响催化剂为700制取：图3-10 溶液ph值对苯酚降解率的影响由图3-9、图3-10可知，ph为6时苯酚溶液的降解效果最好，随着ph的降低或升高，苯酚溶液的讲解效果最好，随着ph的降低或升高，苯酚溶液的光催化效果都有所降低，弱酸性条件下，有助于提高苯酚的光催化降解效率，由于苯酚溶液的ph值为5.64，因此不需调节ph值。3.2 本章小结影响固体超强酸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，苯酚降解率越高;苯酚受溶液ph值得影响较大，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。第4章 结 论第4章 结论通过复合so42-/tio2/fe2o3固体超强酸对模拟苯酚废水进行了光催化降解实验,探讨了影响降解率的各种因素,结果发现, 光距越小，苯酚降解的效果越好。这是由于光照距离越小，照射到催化剂表面的光量子越多，因而可以使半导体激发产生更多的高能的电子空穴对。但考虑到光距太小时，紫外灯长时间照射对溶液有加热作用而造成二次污染，因此本实验的光照距离选11cm为宜。反应时间对苯酚光催化降解的存在有着一定的影响，随着时间的延长，降解率也随之增加，但时间越长降解率越降低，因此选择最佳反应时间150min。降解率随着催化剂投加量的增加而增加。但加入过多的催化剂反而会造成催化剂之间的光屏蔽，即阻挡紫外光在溶液中的透射深度，从而降低光的利用率。因此，最佳催化剂投加量为0.2g。催化剂投加量一定的情况下，苯酚的初始浓度对光催化性能有较大影响，浓度越低，光催化效果越好：浓度越高，催化性能越差。本实验选用50mg/l的苯酚溶液作为光催化反应的底物。ph为6时苯酚溶液的降解效果最好，随着ph的降低或升高，苯酚溶液的讲解效果最好，随着ph的降低或升高，苯酚溶液的光催化效果都有所降低。参考文献参考文献1 杜长海. so42-/mxoy型固体超强酸催化剂的发展应用. 长春工业大学，2002，24（6）:1021042 王景芸. so42-/mxoy型固体超强酸改性研究进展. 辽宁石油化工大学职业技术学院，2010，21（7）: 1121153 王明权. so42-/tio2固体超强酸的光催化性能及其在水处理中的应用。 兰州交通大学化学与生物工程学院. 2006，22（3）:57604 苏文悦, so42-/tio2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能。福州大学光催化研究所2001,16（8）: 1751775 杜金菊. 固体超强酸so42-/tio2制备及其光催化氧化性能.中山大学测试中心