水体中有机污染物光催化降解PPT学习教案

1、会计学1 水体中有机污染物光催化降解水体中有机污染物光催化降解 TiO2作为一种新兴的光催化剂，引起了各国环境作为一种新兴的光催化剂，引起了各国环境 工作者的兴趣。在水污染防治技术中，特定的常规方工作者的兴趣。在水污染防治技术中，特定的常规方 法都是对某种污染物有效，一般则需要多种方法组合法都是对某种污染物有效，一般则需要多种方法组合 才能达到清除综合排水污染的目的。生化处理虽能降才能达到清除综合排水污染的目的。生化处理虽能降 解有机物，但对难降解有机物如多环类化合物的处理解有机物，但对难降解有机物如多环类化合物的处理 效果就不太理想，尤其是低浓度、高毒性的难降解有效果就不太理想，尤其是低浓度

2、、高毒性的难降解有 机污染物就更是勉为其难了。机污染物就更是勉为其难了。 锐钛型的锐钛型的TiO2在紫外光的照射下能产生氟化性极在紫外光的照射下能产生氟化性极 强的羟基自由基，对所有的有机物几乎无一例外地都强的羟基自由基，对所有的有机物几乎无一例外地都 氧化为二氧化碳和水，且除净度高，降解遭废快，无氧化为二氧化碳和水，且除净度高，降解遭废快，无 二次污染，为降解有机污染物提供了新思路。二次污染，为降解有机污染物提供了新思路。 第1页/共12页 近年来国内外对近年来国内外对TiO2光催化剂进行了较广光催化剂进行了较广 泛的研究泛的研究,使得这项技术不断地完善。从普通颗使得这项技术不断地完善。从普

3、通颗 粒状的粒状的TiO2到纳米级的到纳米级的TiO2 ，从固定床反应器，从固定床反应器 到浮动床反应器，从单一的到浮动床反应器，从单一的TiO2催化剂到复合催化剂到复合 型催化剂。研究主要方向一是为提高型催化剂。研究主要方向一是为提高TiO2的催的催 化活性，二是发展可见光的利用，三是研制高化活性，二是发展可见光的利用，三是研制高 效能反应器。效能反应器。 在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有ZnO、 CdS、WO3、 TiO2等。由于等。由于TiO2具有价廉易得、使具有价廉易得、使 用稳定及光活性高等优点，所以在光催化降解中，一用稳定及光活性高等

4、优点，所以在光催化降解中，一 般采用它作为光催化剂。般采用它作为光催化剂。 第2页/共12页 第3页/共12页 第4页/共12页 OH对作用物几乎无任何选择性，可以氧化对作用物几乎无任何选择性，可以氧化 生物法难以降解的各种有机物，并使之矿化生物法难以降解的各种有机物，并使之矿化 为为CO2，、，、H2O等天机小分子。等天机小分子。 第5页/共12页 从上述的反应机理可以看出，从上述的反应机理可以看出， TiO2上产生的空穴越多上产生的空穴越多 ，越有利于羟基自由基的产生。提高空穴数量的方法有，越有利于羟基自由基的产生。提高空穴数量的方法有 两种，一种是降低两种，一种是降低TiO2的禁带宽度，

5、使的禁带宽度，使TiO2在更广泛在更广泛 的波长光照射下，被激发并产生空穴。另一种是减少空的波长光照射下，被激发并产生空穴。另一种是减少空 穴与电子的复合率。降低禁带宽度的方法是向穴与电子的复合率。降低禁带宽度的方法是向TiO2中掺中掺 杂一些金属或金属氧化物。通常是杂一些金属或金属氧化物。通常是Ag、Pt、Au、Pd、 RuO2等，这些物质可充分利用能量较低的光子，意味等，这些物质可充分利用能量较低的光子，意味 着可利用太阳能作为辐射源。掺杂金属也可以降低着可利用太阳能作为辐射源。掺杂金属也可以降低e-与与 空穴的复合率，例如在空穴的复合率，例如在TiO2中掺杂中掺杂Pt后，相当于在后，相当

6、于在 TiO2表面构成一个以表面构成一个以TiO2及及Pt为电极的短路微电池，为电极的短路微电池， TiO2电极所产生的空穴将液相中的有机物氧化而电子电极所产生的空穴将液相中的有机物氧化而电子 则流向则流向Pt电极将液相中氧化态组分还原，降低电子与空电极将液相中氧化态组分还原，降低电子与空 穴的复合率。另外向反应体系加入氧化剂和金属离子同穴的复合率。另外向反应体系加入氧化剂和金属离子同 样可以阻止电子与空穴的简单复合。样可以阻止电子与空穴的简单复合。 第6页/共12页 第7页/共12页 将将TiO2溶于一定去离子水中，在高温下，水热分解得溶于一定去离子水中，在高温下，水热分解得 到到TiO2溶胶，然后再通过蒸发除去溶液中的水和溶胶，然后再通过蒸发除去溶液中的水和HCl ，即可得到锐钛矿与金红石混合晶型的，即可得到锐钛矿与金红石混合晶型的P25 TiO2 ， 然后配制然后配制20mg/L的苯酚溶液，用分析天平称取一定量的苯酚溶液，用分析天平称取一定量 的的P25 TiO2置于置于20ml苯酚溶液中进行降解目标反应苯酚溶液中进行降解目标反应 。以。以250W高压汞灯为降解对溴苯酚的光源。高压汞灯为降解对溴苯酚的光源。 第8页/共12页 每隔每隔 20min对反应对反应 器中的溶液取器中的溶液取 样一次，用日样一次，用日 本岛津公司的本岛津公司的 UV分光光度仪分光光度仪 测定