光催化降解甲基橙实验报告
光催化降解甲基橙
光催化降解染料甲基橙专业班次：应用化学3班学号：姓名：日期： 2015年5月12日1.实验目的1、掌握确定反应级数的原理和方法；2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。
2.实验原理国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。
因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。
光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。
光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,Fe2O3,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3,CdSe,CdTe,In2O3,FeS2，GaAs,GaP,SiC,MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。
半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。
半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。
研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为λg（nm）=1240/Eg(eV)当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。
空穴的能量为7.5 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。
实验16-光催化降解甲基橙
实验16 光催化降解染料甲基橙一、目的要求1、掌握确定反应级数的原理和方法；2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。
二、实验原理光催化始于1972年，Fujishima和Honda 发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此而推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
1976年,Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50 µg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的研究日趋活跃。
在水的各类污染物中，有机物是最主要的一类。
美国环保局公布的129种基本污染物中，有9大类共114种有机物。
国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2、H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。
因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。
光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。
“光催化”这一术语本身就意味着光化学与催化剂二者的有机结合，因此光和催化剂是引发和促进光催化反应的必要条件。
光催化以半导体如TiO2、ZnO、CdS、A-Fe2O3、WO3、SnO2、ZnS、SrTiO3、CdSe、CdTe、In2O3、FeS2、GaAs、GaP、SiC、MoS2 等作光催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，故TiO2事目前广泛研究、效果较好的光催化剂。
tio2光催化降解甲基橙性能的研究
tio2光催化降解甲基橙性能的研究今天，在环境污染日益严重的时代，利用光催化降解有机污染物是一种有效而可持续的技术。
Titania(TiO2)是一种有效的光催化剂，其在许多化学反应中表现出很高的活性。
近年来，越来越多的研究表明，TiO2催化降解甲基橙有着非常好的性能，可以有效地降低对环境的污染。
本文将讨论TiO2光催化降解甲基橙的研究进展，论述其机理、影响因素、活性和可持续性，以及未来的发展方向。
首先，TiO2是一种常用的光催化剂，它具有低成本、良好的光生物学性能和空气活性。
它可以直接将光能变为化学能，从而起到降解有机污染物的作用。
对于甲基橙来说，它可以通过TiO2的视紫外线激发而产生一系列的氧化物，从而降解甲基橙。
此外，TiO2光催化降解甲基橙的机理也是非常复杂的，可以分为光解、隧道效应和位错效应三个步骤。
其中，光解是由于TiO2的视紫外辐射能量和甲基橙的吸收引起的，从而产生氧，位错效应是由于TiO2失去氢离子和产生酸引起的，最后，隧道效应是由于TiO2离子和甲基橙离子间的作用而产生的。
此外，TiO2光催化降解甲基橙还受到一系列外部因素的影响，如催化剂量、反应温度、反应pH值、反应时间等。
这些参数的变化将影响TiO2光催化分解甲基橙的活性，因此，应该对这些参数进行优化，以提高光催化效率。
此外，TiO2光催化降解甲基橙还具有良好的可持续性，它可以通过再生TiO2来减少TiO2的消耗，从而降低生产成本。
此外，TiO2光催化降解甲基橙还可以通过可再生能源来提供能量，减少对传统能源的消耗。
最后，TiO2光催化降解甲基橙具有良好的应用前景，未来的研究应该集中在催化剂的制备、降解机理的研究以及可再生化学传输和储存技术的研究等方面。
同时，研究人员也应该努力开发更为有效和全面的TiO2光催化技术，以应对新一代技术的挑战。
综上所述，TiO2光催化降解甲基橙的研究正在取得突破性进展，由于其有效的降解性能、可持续性和未来的发展前景，它在解决水污染治理及治理空气污染方面具有广阔的应用前景。
光催化甲基橙实验报告单
一、实验目的1. 了解TiO2光催化的基本原理；2. 掌握TiO2光催化降解甲基橙的影响因素，如pH、甲基橙初始浓度等对甲基橙脱色率的影响；3. 学会利用分光光度法测定甲基橙的浓度。
二、实验原理1. 甲基橙（MO）是一种阳离子型染料，其分子结构中含有偶氮基（—NN—），不易被传统的氧化法彻底降解，容易造成环境污染。
2. TiO2作为一种半导体材料，具有良好的光催化活性。
在光照射下，TiO2表面会产生电子-空穴对，电子与甲基橙发生氧化还原反应，使甲基橙褪色。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外可见分光光度计、磁力搅拌器、pH计、锥形瓶、烧杯、容量瓶、移液管等。
2. 试剂：甲基橙、TiO2、无水乙醇、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氯化钾等。
四、实验步骤1. 配制甲基橙溶液：准确称取一定量的甲基橙，用无水乙醇溶解，配制成一定浓度的甲基橙溶液。
2. 配制TiO2悬浮液：称取一定量的TiO2，加入适量无水乙醇，搅拌至TiO2完全溶解。
3. 设置实验组：分别设置不同pH、甲基橙初始浓度、TiO2投加量的实验组。
4. 搅拌：将甲基橙溶液和TiO2悬浮液混合，置于磁力搅拌器上，控制搅拌速度。
5. 光照：将混合液置于紫外可见分光光度计下，进行光照反应。
6. 取样：光照一定时间后，取出部分混合液，用无水乙醇稀释，测定甲基橙的浓度。
7. 计算脱色率：根据甲基橙的浓度，计算脱色率。
五、实验结果与分析1. pH对甲基橙脱色率的影响实验结果表明，随着pH的升高，甲基橙的脱色率逐渐降低。
当pH=3时，甲基橙的脱色率达到最高。
2. 甲基橙初始浓度对脱色率的影响实验结果表明，甲基橙初始浓度越高，脱色率越低。
当甲基橙初始浓度为10 mg/L 时，脱色率达到最高。
3. TiO2投加量对脱色率的影响实验结果表明，随着TiO2投加量的增加，甲基橙的脱色率逐渐升高。
当TiO2投加量为1 g/L时，脱色率达到最高。
六、结论1. 光催化降解甲基橙实验表明，TiO2光催化剂对甲基橙具有较好的降解效果。
光催化降解甲基橙实验
光催化降解甲基橙实验一、实验目的1、了解TiO2光催化的基本原理；2、了解TiO2光催化降解甲基橙的影响因素如pH、甲基橙初始浓度等对甲基橙脱色率的影响；3、学会利用分光光度法测定甲基橙的浓度。
二、实验原理（一）甲基橙性质甲基橙（Methyl Orange：MO）别名金莲橙D,又名对二甲基氨基偶氮苯横酸钠。
甲基橙为红色鳞状晶体或粉末,微溶于水，不溶于乙醇。
甲基橙的变色范围:pH < 3.1时变红，pH > 4.4时变黄，3。
1～4。
4时呈橙色。
甲基橙属于阳离子型染料，是常用的纺织染料的一种，主要用于对腈绝纤维的染色。
由于甲基橙分子结构中含有偶氮基（-N=N—），不易被传统的氧化法彻底降解，容易造成环境污染.(二)TiO2光催化原理半导体材料TiO2作为光催化剂具有化学稳定性高、耐酸碱性好、对生物无毒、不产生二次污染、廉价等优点，故以TiO2为催化剂的非均相纳米光催化氧化是一种具有广阔应用前景的水处理新技术，倍受人们青睐.TiO2半导体光催化反应机理图如图1-1所示。
半导体粒子具有能带结构,一般由填满电子的低能价带（VB)和空的高能导带（CB）构成，价带中最高能级与导带中的最低能级之间的能量差叫禁带宽度（简写为Eg）.半导体的光吸收闽值与带隙能Eg有关，其关系式为：λg=1240/Eg（eV)。
锐钛矿型的TiO2带隙能为3。
2 eV，光催化所需入射光最大波长为387.5 nm。
当波长小于或等于387.5 nm 的光照射时，TiO2价带上的电子（e—）被激发跃迁至导带，在价带上留下相应的空穴（h+），且在电场的作用下分离并迁移到表面:TiO 2 + hν → h + + e —(1-1）光生空穴（h +）是一种强氧化剂（E VB =3.1V ）,可将吸附在TiO 2颗粒表面的OH — 和H 2O 分子氧化成·OH 自由基，·OH 能够氧化相邻的有机物，亦可扩散到液相中氧化有机物:H 2O + h + → ·OH + H + (1—2） OH - + h + → ·OH（1-3）导带电子（e —）是一种强还原剂（E CB = -0.12V ），它能与表面吸附的氧分子发生反应，产生·O 2-超氧离子自由基以及·OOH 自由基。
光催化降解甲基橙实验报告详解
光催化降解甲基橙实验报告详解实验目的：本实验旨在通过光催化技术研究甲基橙在紫外光照射下的降解效果，并探讨光催化剂的种类对甲基橙降解率的影响。
实验原理：光催化是利用光照射下的光催化剂，通过产生活性氧化物来降解有机污染物的技术。
在本实验中，我们选用了双氧水和二氧化钛作为光催化剂，紫外光作为激发光源。
实验方法：1.实验前准备：将甲基橙溶液通过稀释至所需浓度，并将光催化剂溶液制备好。
2.实验操作：按照不同的实验方案，将甲基橙溶液和光催化剂溶液混合，然后分别在紫外光照射下进行降解反应。
3.实验记录：在一定时间间隔内，取出一定量的样品，通过紫外可见分光光度计测定其吸光度，并根据标准曲线计算出甲基橙的浓度。
实验结果：实验结果显示，在紫外光照射下，无论是使用双氧水还是二氧化钛作为光催化剂，甲基橙的降解率均呈现出增加的趋势。
随着反应时间的延长，甲基橙的浓度逐渐下降。
在使用双氧水时，降解率先快速增加，然后趋于平缓，在60分钟后达到最大值。
而在使用二氧化钛时，降解率也呈现出类似的趋势，但达到最大值的时间延后到了90分钟。
实验讨论：1.产生活性氧化物：在紫外光照射下，光催化剂吸收光能并产生活性氧化物，例如羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2^-）。
这些活性氧化物能够与甲基橙分子发生氧化还原反应，从而使其降解。
2.活性氧化物的生成机制：在使用双氧水作为光催化剂时，紫外光能够使双氧水分解成羟基自由基，而这些羟基自由基是甲基橙降解的主要活性氧化物。
而在使用二氧化钛作为光催化剂时，紫外光能够使二氧化钛表面产生电子空穴对，这些电子空穴能够与水分子发生反应，生成羟基自由基。
因此，双氧水和二氧化钛均能有效降解甲基橙。
3.光催化剂选择：在本实验中，二氧化钛在降解甲基橙方面的效果稍好于双氧水。
这可能是因为二氧化钛具有较大的比表面积和较好的光吸收性能，能够提供更多的活性氧化物产生位点。
结论：本实验通过光催化技术研究了甲基橙在紫外光照射下的降解效果，并发现双氧水和二氧化钛均能有效降解甲基橙。
光催化降解甲基橙实验报告
光催化降解甲基橙实验报告光催化降解染料甲基橙一、目的要求1、掌握确定反应级数的原理和方法；2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。
二、实验原理光催化始于1972年，Fujishima和Honda 发现光照的TiO单晶电极能分解水，引起人们对光诱导2氧化还原反应的兴趣，由此推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
1976年，Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的亚牛日趋活跃。
国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O，而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-，SO42-，PO43-，PO43-，NH4+，NO3-等离子。
因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。
光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物 2理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。
光催化以半导体如TiO，ZnO，CdS，FeO，322WO，SnO，ZnS，SrTiO，CdSe，CdTe，InO，32323FeSGaAs，GaP，SiC，MoS等作催化剂，其中TiO222，具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO是目前广泛研究、效果较2好的光催化剂。
半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。
半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。
研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO 的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸2收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为λ（nm）=1240/Eg(eV)g当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电+），形成光生电子-的光生空穴（h空穴对。
实验 TiO2光催化降解甲基橙性能研究-liang
实验二 TiO 2光催化降解甲基橙性能研究一、目的要求1、掌握确定反应级数的方法；2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；3、了解光催化反应仪的以及可见分光光度计的使用方法。
二、基本原理1972年Fujishima 和Honda 发现光照的TiO 2单晶电极能分解水，推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
1976年，Cary 在近紫外光的照射下用二氧化钛的悬浊液可使多氯联苯脱氯，光催化反应逐渐成为人们关注的热点之一。
光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解为相对环境友好的2CO ，2H O 等无机化，污染物中的X原子、S 原子、P 原子和N 原子等则分别转化为X -，24SO - -，34PO -，4NH +，3NO --等无机离子。
光催化法具有能够彻底消除有机污染物，无二次污染，且可在常温常压下进行等优点，因此在消除污染物的研究领域日趋活跃。
光催化通常以半导体如2TiO ，ZnO ，CdS ，23Fe O ，3WO ，2SnO ，ZnS ，3SrTiO ， CdSe ，CdTe ，23In O ，2FeS ，GaAs ，GaP ，SiC ，2MoS 等作催化剂，其中2TiO 具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。
目前，纳米2TiO 的制备技术及在水和气相有机、无机污染物的光催化去除等研究取得很大进展，是极具前途的环境污染深度净化技术，在环境保护领域受到广泛关注。
半导体自身的光电特性决定其催化剂特性。
半导体含有能带结构，一般是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，中间隔着禁带。
当半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带，在导带上产生带负电的高活性光生电子（e -），在价带上留下空穴产生带正电的光生空穴（h +），形成光生电子-空穴对，研究证明，当pH=1时用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm 的近紫外光）照射锐钛矿型2TiO 半导体光催化剂时，空穴的能量为7.5eV ，具有强氧化性；电子则具有强还原性。
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光催化降解染料甲基橙一、目的要求1、掌握确定反应级数的原理和方法；2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。
二、实验原理光催化始于1972年，Fujishima和Honda发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
1976年，Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的亚牛日趋活跃。
国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O，而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-，SO42-，PO43-，PO43-，NH4+，NO3-等离子。
因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。
光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。
光催化以半导体如TiO2，ZnO，CdS，Fe2O3，WO3，SnO2，ZnS，SrTiO3，CdSe，CdTe，In2O3，FeS2，GaAs，GaP，SiC，MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。
半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。
半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。
研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为λg（nm）=1240/Eg(eV)当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+），形成光生电子-空穴对。
空穴的能量（TiO2）为7.5 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。
当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。
第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉e - + h+ →N + energy (hv’< hv or heat)第二类是发生一系列光催化氧化还原反应，还原和氧化吸附在光催化剂表面上物质。
TiO2 →e- + h+OH- + h+→·OHH2O + h+ →·OH+H+A + h+→·A另一方面，光生电子可以和溶液中溶解的氧分子反应生成超氧自由基，它与H+离子结合形成.OOH自由基：O2 + e- + H+→·O2-+H+→·OOH2HOO·→O2 + H2O2H2O2 +·O2→OH + OH-+O2·O2- + 2H+ →H2O2此外·OH，·OOH和H2O2之间可以相互转化H2O2 +·OH→·OOH + H2O2利用高度活性的羟基自由基.OH无选择性地将氧化包括生物难以降解的各种有机物并使之完全无机化。
有机物在光催化体系中的反应属于自由基反应。
四基橙染料是一种常见的有机污染物，无挥发性，且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。
四基橙的分子式如图1所示：从结构上看，它属于偶氮染料，这类染料是染料各类中最多的一种，约占全部染料的50%左右。
根据已有实验分析，甲基橙是较难降解的有机物，因而以它作为研究对象有一定的代表性。
三、仪器试剂722型分光光度计1台；125W高压汞灯1支；反应器1个；充气泵1个；恒温水浴1套；磁力搅拌器1台；离心机1台；台秤1台；秒表1块；10mL移液管1支；20mL移液管1支；500 mL量筒1支；吸耳球；离心管7支。
甲基橙贮备液（1000mg/L）；纳米TiO2（P25）。
四、实验步骤1、了解可见光分光光度计的原理与使用方法，参阅有关教材及文献资料。
2、调整分光光度计零点打开722型分光光度计电源开关，预热至稳定。
调节分光光度计的波长旋钮至462nm。
打开比色槽盖，即在光路断开时，调节“0”旋钮，使透光率值为0.取一只1cm比色皿，加入参比溶液蒸馏水，擦干外表面（光学玻璃面应用擦镜纸擦拭），放入比色槽中，确保放蒸馏水的比色皿在光路上，将比色槽盖合上，即光路通时，调节“100”旋钮使透光率值为100%。
3、四基橙光催化降解进行光催化反应实验时，首先向反应器内加入10mL的1000 mg/L的甲基橙贮备液，并加480mL 水稀释，配成500mL的20 mg/L的甲基橙溶液，然后加入0.2g纳米TiO2催化剂，磁力搅拌使之悬浮。
避光充空气搅拌30min，使甲基橙在催化剂的表面达到吸附/脱附平衡，移取10mL溶液于离心管内。
然后开通冷却水，并开启淘汰进行光催化反应25min，每隔5min移取10mL反应液，经离心分离后，取上清液进行可见分光光度法分析。
采用722型可见分光光度计，通过反应液的吸光度A测定来监测甲基橙的光催化脱色和分解效果。
在0—20 mg/L范围内，甲基橙溶液浓度与其462nm处的吸收什呈极显著的正相关（相关系数达0.999以上）。
五、数据处理1、设计实验数据表，记录温度。
A0，A 等数据；实验温度：29.2℃t /min A A0－A η1/A ln（1/A）0 2.397 0.000 0.0000 0.4172 -0.87425 1.602 0.795 0.3317 0.6242 -0.471310 1.026 1.371 0.5720 0.9747 -0.025715 0.517 1.880 0.7843 1.9342 0.659720 0.305 2.092 0.8728 3.2787 1.187425 0.175 2.222 0.9270 5.7143 1.743030 0.044 2.353 0.9816 22.7273 3.1236表1 实验数据表2、采用积分法中的作图法由实验数据确定反应级数。
根据本实验的原理部分知道，该反应是一个表面催化反应，而一般表面催化反应更多的是零级反应；不妨设纳米Ti02光催化降解甲基橙的反应是一级反应：即ln(1/A)= k1t +常数显然，以浓度ln(1/A)对时间t作图图2 ln(1/A)~t图据图2可知，在0—25min中时ln(1/A)~t关系成一直线，因此符合假设，即纳米Ti02光催化降解甲基橙的反应是一级反应。
3、由所得直线的斜率求出反应的速率常数k1根据图2可知：反应的速率常数k1=0.1071min－1 。
4、计算甲基橙光催化降解的半衰期t1/2。
甲基橙光催化降解的半衰期t1/2=ln2/k1=6.47min5、甲基橙降解率计算：η=（c0-c）/c0，其中c0为光照前降解液浓度，c为降解后的浓度。
由于甲基橙溶液浓度和它的吸光度呈线性关系，所以降解脱色率又可以由吸光度计算，即η=（A0-A）/A0，其中A0为光照前降解液吸光度，A为降解后吸光度。
甲基橙的降解率，如表1所示，η~t的关系如图3所示。
图3 η~t图六、讨论与分析1、600mL 40 mg/L的甲基橙溶液，0.2克纳米TiO2为催化剂，在高压汞灯光照条件下，30min中内可以最大降解率约98.16%。
2、该实验中采用积分法中的作图法由实验数据确定反应级数时，舍去了30min的数据，是因为数据偏差较大，可能是因为离心后依然有部分TiO2悬浮在溶液中，而最后一组的吸光度应该很低，所以微量TiO2也会影响测定的准确性。
最后得到ln(1/A)~t的线性相关度为99.29%，线性相关度好；说明纳米Ti02在前30分钟搅拌充分，甲基橙在催化剂达到吸附/脱附平衡，且光照反应、取样、离心等操作到位，数据相关性较好。
3、由η~t图可知30min中内可以最大降解率约98.16%，且降解数度在约10分钟前降解率和时间几乎呈现线性关系，在之后的反应中降解率的变化变慢，降解速率下降，渐渐趋向平缓，越接近100%速率越低。
七、思考题1、实验中，为什么用蒸馏水作参比溶液来调节分光光度计的透光率值为100%？一般选择参比溶液的原则是什么？答：用蒸馏水作参比溶液来调节分光光度计的透光率值为100%，以消除溶液中的水对光的吸收反射或散射造成的误差。
一般选择参比溶液的原则：当试样溶液、显色剂及所用的其它试剂在测定波长处均无吸收时，可选用蒸馏水作参比液；若有显色剂或其它试剂对入射光有吸收，应选用试剂空白为参比；若试样中其它组分有吸收，而显色剂无吸收且不与其它组分作用，应选用不加显色剂的试样溶液作参比液。
2、甲基橙溶液需要准确配制吗？答：不需要；根据实验结论可知，甲基橙浓度可以通过分光光度计测量；因此整个实验中甲基橙溶液是不需要准确配制的。
3、甲基橙光催化降解速率与哪些因素有关？答：影响甲基橙光催化降解速率因素有：纳米Ti02颗粒大小、光照强度、搅拌程度、催化剂的用量、温度、溶液初始pH、溶液初始浓度等。