隨著社會､工業的發展 ,環境中有機物污染變得愈加嚴重｡含有色素的有機廢水色度深､毒性大,生化降解困難｡目前,許多研究者利用半導體光催化氧化法｡但是對于水溶性較差的有機顏料的光催化降解的研究尚屬少見,隨著塑料､橡膠､纖維､涂 料等行業的發展,有機顏料的產量不斷增加,廢水排放量增多,有色污染日益嚴重｡含有機顏料廢水的處理迫切需要更快､效率更高的降解方法｡本文以納米TiO₂為光催化劑,對有機顏料中的一個主要品種顏料艷紅6B在紫外光照射下的光催化降解過程進行研究,包括添加表面活性劑對降解的影響｡

1  實驗方法

在500mL敞口燒杯中,放入一定量的顏料艷紅6B粉未(為色淀類有機顏料)､(A101,銳鈦型,有關性質見)及調好pH值的去離子水,在暗處磁力攪拌混合0.5h后,啟動置于燒杯上部的高壓汞燈(主發射波長365nm)光照,開始光催化降解實驗,由于顏料不完全溶解,添加表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(DBS)時,照射一定時間取樣,經0.2um孔么膜濾除TiO₂,由于增溶作用,可用分光光度計(751G型,上海)測定顏料濃度變化,DBS濃度用亞甲基藍法測定｡顏料艷紅6B分子結構如下:

2  結果與討論

2.1 Ti O₂濃度對降解速率的影響

在pH為3.25時,隨Ti O₂濃度增加,光降解速度加快(以分散液中顏料顆粒顏色完全裉去的時間為比較標準)｡當Ti O₂濃度高于1g/L時,降解速度增加趨緩(見圖1)｡

2.2 顏料量對降解速率的影響

    pH為3.25､TiO2濃度為2g/L時,顏料量增加,光降解速率減慢,見圖2｡當顏料用量大于40mg/L時,降解速度明顯減慢｡

2.3 pH值對降解速率的影響

pH對降解速率的影響見圖3｡在酸性或堿性時,降解速度較快且相差不大,而在中性條件下降解較慢｡顏料艷紅6G在堿性介質中偶氮體結構易轉化為醌脘體,顏色由紅色變為橙色,這是多數偶氮染料的特性,可能醌腙體也易于光催化降解｡

2.4 紫外光強度對降解速度的影響

在實驗范圍內,光降解速率隨紫外光強度增加而加快,二者呈很好的線性關系(見圖4)｡

 

2.5 表面活性劑DBS對降解速率的影響

DBS與顏料競爭吸附在Ti O₂表面,且Ti O₂對DBS的吸附性非常強,占據了Ti O₂表面的有效位置,減少了顏料的吸附,而且DBS 在此條件下也可被光催 化降解(見圖6,圖7)｡無DBS添加時,顏料的完全裉色時間為3.5h;添加1.2mMDBS后,顏料完全裉色時間減慢為13h.

3. 結論

3.1 水中溶解度很小的有機顏料可通過光催化降解｡

3.2 Ti O₂用量､顏料用量､光強度､pH值對降解速度有明顯影響｡

3.3 在偏酸性或偏堿性條件下,顏料的光催化降解均較快,在近中性介質降解較慢｡

3.4加入表面活性劑DBS增加顏料溶解度,但使顏料降解速度明顯減慢,原因可能是二者的共吸附及共降解｡

參考文獻

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