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光催化降解苯酚废水的研究指导老师副教授【摘要】以TiO2 为光催化剂，以紫外灯为光源，在自制的光催化反应装置中进行苯酚溶液的光催化降解实验，并且考察了催化剂用量、苯酚初始浓度、PH值、光照强度等因素都对苯酚光催化降解的影响。
结果表明：其最佳工艺条件为：苯酚浓度在10mg/L ，pH=7，TiO2用量为1. 0 g/L，紫外灯波长为254 nm，反应时间4h时降解效果最佳。
关键字：TiO2 光催化，降解苯酚影响因素1、前言酚是一类常用的化工原料,是一类很难降解的化合物，具有致癌、致畸、致变的潜在毒性[1]，因而含酚废水来源十分广泛,对人类健康带来十分严重的危害。
苯酚是含酚废水中常见的污染物,有效处理苯酚废水已经是环保方面的一个重要课题[2]。
光催化氧化降解苯酚以其高效、稳定以及无二次污染等特点[3],已成为近年来环保领域一种新型的污染治理技术。
1.1苯酚废水来源及危害1.1.1、苯酚废水的来源苯酚是重要的化工基本原料及中间体，是一种高毒物质,工业常用于制染料合成树脂、塑料、合成纤维和农药、水杨酸等[4]，日常生活中也常用于杀菌消毒、做防腐剂等。
因而苯酚废水在我们这个工业发达的国家来源非常广，且数量多，主要来自于炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐、石油化工、化学、制药、油漆、涂料、塑料农药等企业的生产废水中[5]。
苯酚微溶于水，在使用和生产苯酚的过程中，一定溶有部苯酚, 成为对人体有害的苯酚废水。
1.1.2、苯酚废水的危害苯酚是一种对一切生物个体都有毒害的物质，低浓度酚能使蛋白质变性,高浓度能使蛋白质沉淀，具有致癌、致畸、致变的潜在毒性，对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用。
它通过皮肤、黏膜的接触而吸入或经过口腔侵入生物体内，与细胞皮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或损害肝、肾功能[1]。
同时苯酚对水源和水生生物也能产生严重的影响。
TiO2—活性炭组合光催化降解苯酚废水1 试验方法1.1 试剂TiO2主要晶型为锐钛矿形(70%)，颗粒粒径为30nm，表面积为50m2/g；苯酚为分析纯；活性炭颗粒平均粒径为70μm，比表面积为870m2/g。
1.2 反应器光反应器为一有机玻璃管，内径为5cm，管内壁衬铝箔片以反射紫外光，中部放置外套石英玻璃的8W 杀菌灯，主波长为254nm，反应器有效容积为300mL(见图1)。
1.3 分析方法在一普通烧杯中加入定量含酚废水，再分别加入定量TiO2和活性炭，超声波分散15min后搅拌1h以完成对苯酚的完全吸附，然后加入光反应器开始反应，每隔一定时间取样进行分析。
苯酚含量的测定采用4-2 结果与讨论2.1 单纯TiO2悬浮体系降解苯酚① TiO2投量及pH值对去除率的影响分别取不同量TiO2颗粒置于苯酚浓度为50mg/L的待处理废水中，用20%硫酸溶液调废水至不同pH值，再经超声波分散15min后加入光反应器，定时取样分析残留苯酚浓度，结果分别见图2、3。
图2表明,TiO2的投量对光催化降解苯酚具有明显的影响，在一定范围内苯酚去除率随TiO2投量的增加而增大。
对于苯酚初始浓度为50mg/L的体系，其最佳TiO2投量为150mg/L。
图3反映的结果与Bahneman等人[1]采用TiO2降解CHCl3的试验结果(碱性条件下CHCl3的降解率高于酸性条件下的降解率)相反，这说明对于不同污染物的光催化降解，pH值的最佳范围不同，但其作用均较为显著。
图2、3的试验结果也表明，苯酚的光催化降解为典型的零级反应，这与Langmuir—Hinshelwood公式[2]所描述的一致。
②外加氧化剂的作用以溶解氧及H2O2作为外加氧化剂，研究了其对苯酚光降解过程的影响，结果见图4、5。
由图4、5可知，在光催化氧化过程中，溶解氧的存在有利于污染物的去除。
尽管TiO2粒子受紫外光激发后产生的空穴具有直接的氧化能力，但由于电子与之复合速率快而降低了其量子效率，在溶解氧存在的条件下，O2可作为电子受体而抑制电子—空穴的复合，从而促使污染物氧化降解。
