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实验四活性染料在水溶液中的光化学降解一．实验目的本实验通过测定活性艳蓝x-BR在H2O2-水溶液中光降解反应的表观速率常数与光降解半衰期，了解、掌握在溶液相中光化学反应动力学测定的一般方法。
二．实验原理本实验以阳光为光源，经阳光照射，活性艳蓝在H2O2-H2O溶液中发生褪色反应。
原理可能如下：在太阳光的紫外光作用下，H2O2发生光解，生成OH自由基H2O2 + hν（λ＜nm ）2OHOH自由基具较强的氧化性，可与活性艳蓝反应，破坏了染料中的可见光区生色团，使之褪色。
实验表明，活性染料的光褪色反应为一级反应。
在不同的时间取经光照的活性染料溶液，测定其浓度，用一级反应动力学方法处理则可得活性艳蓝在水溶液中的光褪色反应速率常数和半衰期。
三．仪器与试剂1．活性艳蓝x-BR ：配成1.00mg/mL储备液备用。
2．H2O2 （AR.30%），经测定，其浓度为9.43摩尔/升。
3．72型分光光度计4．10mL比色管：15支5．移液管5.00与10.00mL6．比色管架7．辐射计四．实验步骤1．标准曲线的绘制用移液管分别取0.20,0.40,0.60,0.80,1.00mL活性艳蓝x-BR的储备液于10mL比色管内，用水稀释至刻度。
在72型分光光度计上，于596nm波长下，以水为参比，分别测定上述溶液的吸光度A，以A对浓度c(mg/L)作图，即得标准曲线。
2．活性艳蓝x-BR在含有H2O2 的水溶液中的光降解（1）把比色管架在实验楼平顶的凳子放好，调整架子，使阳光与架平面垂直。
（2）用移液管取活性艳蓝x-BR储备液14.50mL于250mL棕色瓶内，并移取6.00mL H2O2 （30%）于同一瓶内，立即用水稀释至刻度，同时测定溶液的吸光度，其浓度为反应时间为零的浓度C0 。
（3）把10mL上述活性艳蓝溶液加入3组（每组5支）比色管内，其中一组用铝箔包好避光，作暗反应对比，另外两组作光降解平行试验。
3组比色管放在比色管架上，让阳光垂直照射。
刚果红染料降解率的测定一、试验目的：熟识刚果红染料降解率的测定原理、方法和分光光度计的使用。
二、试验原理：各种染料均有肯定的吸光波长，而且在肯定浓度范围内吸光值与浓度之间成线性关系，依据这一原理作出标准曲线，测定在不同光照条件下不同因素对刚果红染料降解率的影响。
三、试验仪器与试剂（一）仪器：722S分光光度计、光解仪、250mL锥形瓶等（二）试剂：L25g∕L 刚果红溶液,0.5g∕LK2S2θ8四、试验步骤（一）有光和无光条件下，刚果红染料（20mg∕L）的降解率。
1、试验步骤分别取4ml的刚果红母液于两个250ml的容量瓶中，取加水稀释至刻度线，配置成20mg∕L的刚果红溶液，分别置于两个锥形瓶中，贴上标签1、2,将 1 房茹无光的环境下，将2倒入光解仪中，每两分钟取一次样，测其吸光度，连续测5次。
算出降解率并绘制曲线。
2、数据处理3、试验结果经争论与试验数据得出如下结果：光照对刚果红染料的降解率有影响，无光 照条件下降解率很小，几乎没有变化，在有光的条件下，降解率增大。
（二）、有光和无光条件下,K2二08对刚果红染料（20mg∕L ）的降解率的影响。
1、试验步骤分别取4ml 的刚果红母液和5mL 的K2S2O8母液于250ml 的容量瓶中，加水 稀释至刻度线,配置成K2S2O8 （10mg∕L）刚果红（20mg∕L）溶液,倒入锥形瓶 中，标号3贴上标签，同理制作相同的溶液贴上标签4, 3号置于无光条件下，4 号放到光解仪中，每隔2min 测一次吸光度，连续测5次。
算出降解率并绘制曲 线。
2、数据处理降解率（有光）τ-降解率（无光）时间（min ）4j3、试验结果经争论与试验数据得出如下结果：光照对加入K 2S 2θ8的刚果红染料的降解率 有影响，无光照条件下降解率很小，在有光的条件下，降解率增大。
（三）、有光条件下有无催化剂的比较时间（min 吸光度（无催化剂）吸光度（有催化剂）0 0.374 0.364 2 0.367 0.336 4 0.34 0.284 6 0.312 0.236 8 0.284 0.205时间 降解率（无催化剂）降解率（有催化剂）0 0 02 0.019 0.077 4 0.091 0.22 6 0. 165 0.352 80.2410.437T-降解率（无光） f-降解率（有光）时间（min ）.有光条件下有无催化剂降解率比较一降解率（无催化剂）.降解率（有催化剂）试验结果：经争论与试验数据得出如下结果：在有光条件下，加入催化剂能加快刚果红的降解Q（四）无光条件下有无催化剂的比较由（一）（二）可知，无光无催化剂条件下，刚果红基本无降解，所以不做比较。
催化性能测试步骤：
1.染料溶液的准备
染料浓度：10mg/L,100ml,首先称取5mgRHB,溶解在500ml的去离子水里面，磁力搅拌器上搅拌5-10min，直至染料充分溶解为止。
2.吸附平衡
取100ml,10mg/L的染料溶液，称取20mg样品加入该溶液中，超声1-5min，取3ml该染料做对比实验，然后在避光的环境下磁力搅拌30-60min。
这时，再去3ml该染料溶液，编号为0min。
3.进行催化实验
首先，打开仪器的冷却水5-10min。
然后依次打开光催化电源开关，电流开关。
然后，打开暗箱放入该溶液，打开光源开关进行催化，每10min取一次样，编号分别为10min，20min，30min，40min…。
4.结束实验
当光催化实验结束以后，清洗干净相关的试管和烧杯，关闭仪器。
5.数据的测试
将收集到的溶液离心，取上清液备用。
打开UV-VIS仪器，石英比色皿分别装去离子水，扫基线，然后依次放入上清液进行测试。
观测所测全谱有无杂峰，记录下每一个样品的abs值。
罗丹明B染料在可见光照射下的催化降解以罗丹明B模拟染料废水，500W卤钨灯为光源，以无定形纳米TiO2为催化剂，探讨该催化剂在可见光照射下催化降解这种染料的活性。
研究结果表明，TiO2用量为50mg，罗丹明B的溶液浓度为10ppm，光照時间为3h，罗丹明B 的光催化降解效率就已经达到97.60%。
罗丹明B在只有可见光照射的自降解实验中降解率很低，在无光照的暗反应实验中脱色也不是很明显，而当添加了催化剂，并用500W卤钨灯作为可见光光源激发催化剂时，染料的降解效率高达97.60%。
由此可得出，染料能被高效光催化降解应该是催化剂和可见光协同作用的结果。
标签：罗丹明B；光催化降解；无定形纳米TiO2目前印染工业不断发展，印染废水大量的排入河流中。
因印染废水是一种有机物含量高、毒性大、色度大、难生物降解的染料，给水环境造成了严重的污染！罗丹明B学名为碱性玫瑰精B，英文名为RhodamineB，简写为RhB。
RhB属占吨类碱性染料，其结构式（C.I.45170）如下图所示，分子式为C28H31N2O3Cl，分子量为479.029。
外形为艳绿色闪光小结晶状粉末。
在水中的溶解度为0.78%，总体电荷为正电。
罗丹明B是常见的有机污染物，具有相当高的抗直接光分解和氧化的能力，其浓度可采用分光光度法测定，方法简便，常被用做光催化反应的模型反应物。
因此本论文选择罗丹明B为目标降解物。
现在各国采用物理法、化学法、生化法等传统方法来降解印染废水。
但传统的方法不但不能完全降解有机污染物，而且容易引入二次污染物[1]，所以人们需要一种简单、高效、低耗费、无二次污染的降解技术。
半导体光催化技术是一种简单、绿色环保、高效、无毒性且节能而被人们广泛应用[2-6]。
TiO2为白色粉末，在目前发现的催化剂中，TiO2是一种化学性质稳定（不溶于水、稀酸，微溶于碱和热硝酸）、光催化活性高、无毒无害、成本低、还原能力强、被广泛用于环保，而且高效、可以循环利用的绿色光催化材料[7-10]。
分子筛二氧化钛光催化降解染料橙黄ⅡPhotocatalytic degradation of OrangeⅡby mesorporous TiO2作者：谢滔班级：环境科学2019级学号：10071740139指导老师：赵雅萍职称：副教授论文完成时间：2019年5月目录摘要....................................................................................................................... - 1 - Abstract ................................................................................................................. - 1 - 1前言 ................................................................................................................... - 3 - 1.1引言 ........................................................................................................... - 3 - 1.2染料废水的处理技术............................................................................... - 3 -1.2.1物理化学法 ........................................................................................ - 3 -1.2.2生物法................................................................................................ - 4 -1.2.3化学法................................................................................................ - 5 - 1.3 TiO2国内外研究进 .................................................................................... - 8 -1.3.1 TiO2国内外研究进展 ......................................................................... - 8 -1.3.2 分子筛TiO2的研究进展 ................................................................. - 10 - 1.4论文研究理论........................................................................................... - 10 -1.4.1 TiO2光催化氧化原理 ....................................................................... - 10 -1.4.2 化学反应动力学理论....................................................................... - 11 -2 实验部分......................................................................................................... - 12 - 2.1 实验仪器与试剂...................................................................................... - 12 - 2.2橙黄Ⅱ ..................................................................................................... - 12 - 2.3 橙黄Ⅱ溶液的配置................................................................................. - 12 -2.4 实验方法.................................................................................................. - 13 -3 实验结果与讨论............................................................................................. - 13 - 3.1分子筛TiO2的性质 ................................................................................. - 13 - 3.2 初始pH值的影响................................................................................... - 14 - 3.3 橙黄Ⅱ浓度的影响.................................................................................. - 19 - 3.4 光照强度的影响...................................................................................... - 21 -4 结论................................................................................................................. - 22 - 参考文献：......................................................................................................... - 22 - 致谢..................................................................................................................... - 24 -染料废水具有水量大、水质复杂、色度深、化学需氧量、含盐量和酸碱度高、可生化性差等特点，是工业废水治理的难点之一。
