二氧化钛膜光催化氧化苯酚的动力学规律
TiO 2光催化降解2，4-二氯酚动力学及机理的研究
TiO 2光催化降解2，4-二氯酚动力学及机理的研究方旭辉;谢洪勇【摘要】以TiO2作为催化剂，500 W汞灯作为光源，对水体中2，4-二氯酚（2，4-DCP）的光催化降解特性进行了研究。
实验结果表明， TiO2光催化降解2，4-DCP效果较好，降解的最佳pH为7，催化剂的最佳投加量为200 mg· L-1。
2，4-DCP的初始浓度越小，光催化的效率越高。
在初始浓度为5 mg· L-1时，光催化1 h的降解率达90％。
在实验的四种不同初始浓度（5 mg· L-1、10 mg· L-1、20 mg· L-1、40 mg· L-1）下，2，4-DCP的光降解速率常数近似与其初始质量浓度成一级反应动力学关系。
结合高效液相色谱、气相色谱-质谱的测定结果以及Cl-、 COD的变化，认为2，4-DCP的主要降解过程为：脱氯-开环-矿化、中间产物相互作用-进一步矿化。
%Photocatalytic degradation characteristics of 2,4-DCP by TiO2 was studied under 500 W mercury lamp.The experimental results showed that TiO 2 exhibited significantly photocatalytic action on2 ,4-DCP.The optimal pH was about 7 and the best catalyst dosing quantity was 200 mg· L-1.The initial mass concentration of 2,4-DCP presented negative effect to photocatalysis efficiency.When the initial concentrationof 5mg· L-1 , photocatalytic degradation of 1 h rate was 90%.Four different initial concentrations were 5 mg· L-1 , 10 mg· L-1 , 20 mg· L-1 , and 40 mg· L-1 , the photodegradation rate constant approximation of 2,4 -DCP and its initial mass concentration into a first order reaction kinetics.In combination with high performance liquid chromatography , gas chromatography -mass spectrometry determination results were as well as the change of Cl -and COD.The results showed that the main degradationprocess for 2 ,4-DCP were dechlorination-open loop-mineralization , and the intermediate interaction -further mineralization.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)017【总页数】4页(P67-70)【关键词】2,4-二氯酚;光降解;动力学;反应机理【作者】方旭辉;谢洪勇【作者单位】上海第二工业大学城市建设与环境工程学院，上海 201209;上海第二工业大学城市建设与环境工程学院，上海 201209【正文语种】中文【中图分类】X703.1酚类化合物在印染、药物、造纸以及塑料等行业中被广泛的应用，其中氯酚类化合物被广泛用作杀虫剂农药和消毒剂，在其生产及其产品的使用过程中进入环境，尤其是水体，对环境造成严重的危害［1］。
二氧化钛光催化原理
二氧化钛光催化原理二氧化钛光催化技术是一种环境友好型的光催化技术，广泛应用于水处理、空气净化、光催化降解有机物等领域。
其原理是利用二氧化钛在光照条件下产生电子-空穴对，从而促进光催化反应的进行。
本文将详细介绍二氧化钛光催化的原理及其应用。
首先，二氧化钛的光催化原理是基于半导体的光生电子-空穴对的产生。
当二氧化钛受到紫外光照射时，其价带内的电子会被激发到导带内，形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对具有高度的化学活性，可以参与多种光催化反应，如有机物的降解、水的分解等。
其次，光催化反应的进行需要一定的能量。
在光照条件下，二氧化钛表面的电子-空穴对会与水或有机物发生氧化还原反应，从而实现光催化降解有害物质的目的。
例如，二氧化钛光催化水分解可产生氢气和氧气，而光催化降解有机物则可以将有机废水中的有机物分解为无害的物质。
此外，二氧化钛的光催化效率受到多种因素的影响。
光照强度、波长、温度、二氧化钛表面的形貌和晶体结构等因素都会影响光催化反应的进行。
因此，为了提高二氧化钛的光催化效率，可以通过调控材料结构、表面改性等手段来优化光催化性能。
最后，二氧化钛光催化技术在环境治理领域具有广阔的应用前景。
通过光催化技术处理废水和废气，可以高效降解有机物和有害物质，净化环境，达到环保的目的。
此外，二氧化钛光催化技术还可以应用于光催化电池、光催化氢生产等领域，具有重要的研究和应用价值。
综上所述，二氧化钛光催化原理是基于半导体的光生电子-空穴对产生，利用其高度的化学活性实现光催化反应的进行。
通过调控材料结构和表面改性等手段，可以提高二氧化钛的光催化效率。
二氧化钛光催化技术在环境治理和能源领域具有广泛的应用前景，对于提高环境质量和可持续发展具有重要意义。
二氧化钛光催化原理
二氧化钛光催化原理二氧化钛光催化技术是一种新型的环境治理技术，它利用二氧化钛在紫外光的照射下产生的活性氧物种，来分解有机物和无机物，从而达到净化空气和水的目的。
二氧化钛光催化技术在环境治理领域有着广泛的应用前景，因此对其光催化原理的深入研究具有重要意义。
二氧化钛光催化的原理主要包括光生电子空穴对、活性氧物种的产生和有机物降解三个方面。
首先，当二氧化钛暴露在紫外光下时，其价带内的电子会被激发到导带，形成光生电子空穴对。
这些电子和空穴具有很高的迁移率，能够快速在二氧化钛表面扩散。
在表面吸附的氧分子与光生电子结合形成活性氧物种，而空穴则与水分子结合生成羟基自由基。
这些活性氧物种和羟基自由基具有很强的氧化能力，能够氧化附近的有机物分子。
其次，活性氧物种的产生是二氧化钛光催化过程中的关键步骤。
活性氧物种主要包括超氧阴离子、羟基自由基和过氧化氢等。
这些活性氧物种具有很强的氧化能力，能够氧化附近的有机物分子，将其分解成小分子或无害物质。
最后，二氧化钛光催化能够通过活性氧物种的作用，将有机物降解为二氧化碳和水。
这种光催化降解有机物的过程是一个自净化的过程，能够高效地净化环境中的有机污染物。
总的来说，二氧化钛光催化原理是通过光生电子空穴对的产生、活性氧物种的产生和有机物降解三个步骤来实现的。
这种原理不仅适用于空气中有机物的光催化降解，还适用于水中有机物的光催化降解。
因此，二氧化钛光催化技术在环境治理领域有着广泛的应用前景。
总的来说，二氧化钛光催化原理是通过光生电子空穴对的产生、活性氧物种的产生和有机物降解三个步骤来实现的。
这种原理不仅适用于空气中有机物的光催化降解，还适用于水中有机物的光催化降解。
因此，二氧化钛光催化技术在环境治理领域有着广泛的应用前景。
二氧化钛_竹炭复合材料的吸附_光催化降解苯酚的动力学研究
浙江林学院学报2010，27（2）：205-209Journal of Zhejiang Forestry College二氧化钛/竹炭复合材料的吸附-光催化降解苯酚的动力学研究程大莉，蒋身学，张齐生（南京林业大学木材工业学院，江苏南京210037）摘要：以竹炭作为纳米二氧化钛（TiO2）粒子的载体物质，制备了二氧化钛/竹炭复合材料，并以苯酚为模型物质，对其光催化性能进行了研究。
研究表明，此复合材料对苯酚具有较强的吸附性能，其中吸附平衡常数K a为0.0077L·mg－1，K a与苯酶吸咐平衡质量浓度ρe的乘积为0.25～1.35，二氧化钛/竹炭复合体的吸附作用不能忽略。
根据L-H（Langmuir-Hinshelwood）方程积分所得分数级动力学方程较一级动力学方程能更好地描述其光催化降解规律，相应的光催化降解动力学方程为lnρ－0.0077ρ=6.58－0.00239t（ρ为苯酚质量浓度，t为光照时间）。
图6参14关键词：林业工程；竹炭；纳米改性竹炭；苯酚；光催化中图分类号：S789；TQ351文献标志码：A文章编号：1000-5692（2010）02-0205-05Kinetic behavior of adsorption and photo-catalytic degradation of phenolin TiO2/bamboo charcoal compositeCHENG Da-li，JIANG Shen-xue，ZHANG Qi-sheng（College of Wood Science and Technology，Nanjing Forestry University，Nanjing210037，Jiangsu，China）Abstract：TiO2/bamboo charcoal composite was prepared by loading TiO2into bamboo charcoal.The photo-catalytic activity of TiO2/bamboo charcoal composite was evaluated using phenol as a model substrate.The experimental results demonstrated that TiO2/bamboo charcoal composite had good adsorption capacity.The adsorption equilibrium constant（K a）was0.0077L·mg－1，K aρe（ρe referred to equilibrium adsorption con-centration of phenol）was from0.25to1.35.It was found that the Langmuir-Hinshelwood model in its inte-gral form in describing the fraction order kinetics of phenol photocatalytic degradation in the TiO2/bamboo charcoal composite were better than its simplified form as a first-order reaction model，since the significant substrate adsorption on the catalysts was not negligible，the corresponding photocatalytic degradation reac-tion equation was：lnρ－0.0077ρ=6.58－0.00239t（ρreferred to phenol concentration，and t referred to adsorption time）.［Ch，6fig.14ref.］Key words：forest engineering；bamboo charcoal；bamboo charcoal modified by nano-TiO2；phenol；photo-catalyze光催化氧化技术是一种高效节能新兴的氧化技术。
改性纳米TiO2光催化降解苯酚活性的研究
摘 要 在 装 有 紫 外 光 的光 催 化 反 应 器 中 ， 锐 钛 型 纳 米 Ｔ０ 用 ｊ２为 光 催 化 剂 ， 行 了 苯 酚 水 溶 进
液的光催化 降解性能 的研究 。考察 了溶液 的 ｐ Ｈ值 、 纳米 Ｔｏ 用 量、 （ ｉ ） ｊ２ 镍 Ｎ 掺杂量 、 酚的初始 苯
收 稿 １ ：０６０－６ ３期 ２０ ．３０ 。 作 者 简 介 ： 维 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 究 方 向 为 废 水 处 理 田 在 研 与资源化 。
Ｓ ｘ １ 型 多功 能 光 催 化 反 应 器 、 外 分光 Ｇ一 １ 紫 光 度计 、 空气 泵 、 Ｇ Ｔ Ｌ一１Ｃ离 心 分 离机 、 Ｈ ６ ｐ ３—３ Ｃ 精密 ｐ Ｈ计 等。
维普资讯
精 细 石 油 化 工 进 展
４
ＡＤＶＡＮＣＥＳ Ｉ Ｎ ＦＩ ＮＥ Ｐ Ｒ０ＣＨＥＭ Ｉ ＥＴ ＣＡＬ Ｓ
第 ７ 第 ６期 卷
改性 纳 米 Ｔ Ｏ２ 催 化 降解 苯 酚活 性 的研 究 ｉ 光
田 维 张 洪 林 蒋 林 时
Ｎ Ｃ２ Ｈ ０ ｉ１ 、 ２ ２（ ０ 、 Ｈ Ｓ ａ ２ ｒ ａ Ａ ２ Ｏ 、 ３ ％） ２Ｏ 、Ｋ Ｃ２ 、 ｇＳ ａ Ｏ
Ｎ ２２ ３５ ２ 、 酰 丙 酮 、 ａＳ０ ＂Ｈ ０ 乙 ４一氨 基 安 替 比林 （ １ ｃ１
Ｈ１ ３ 等。 ３ Ｏ） Ｎ
１２ 仪 器 ．
２ １ 溶液 的 ｐ ． Ｈ值 对 降解率 的影 响 用酸 溶液 将 初 始 浓 度 为５ ｇＬ 苯 酚 水 溶 ０ｍ ／ 的
计算苯 酚 的降解 率 。 降解 率 ＝（ ０ ｔ／ ０ ０ ％ Ａ 一Ａ ） Ａ ×１０ 其 中，。 Ａ 为苯 酚水 溶 液 的初 始 吸光 度 ， 为
中科大揭秘二氧化钛表面光催化反应微观机理
中科大揭秘二氧化钛表面光催化反应微观机理
7月31日，中科大发布单分子研究最新成果，该校合肥微尺度物质科学国家实验室教授王兵、赵瑾通过实验验证，成功揭示二氧化钛表面光催化反应微观机理，为进一步提高二氧化钛催化活性及研究光化学反应提供极有价值的信息。
成果7月30日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。
二氧化钛俗称钛白粉，是世界上最白的东西。
二氧化钛是太阳能转化中的重要材料，在光分解水制氢和人工光合作用等方面展现出迷人的前景。
针对这一材料体系的探索，已成为国际新能源材料研究的热点。
寻找新的催化材料和高效能量转换机理，是材料学家探索的重要科学问题。
二氧化钛主要有锐钛矿和晶红石两种晶型。
其中，晶红石型结构稳定、缺陷少、光催化活性低，是过去研究的重点。
王兵教授等采用脉冲激光沉积技术，制备出高质量的锐钛矿再构单晶薄膜，并利用扫描隧道显微技术和原子操纵方法，清晰揭示出其表面结构和活性位点。
结合赵瑾教授等理论计算和分析，提出新的表面结构模型，澄清了这一表面缺陷结构及化学活性的长期争论。
研究表明，锐钛矿再构表面表现为完全氧化的形式，纠正了过去关于该表面部分氧化的结构模型。
由于表面部分氧缺失，暴露在表面的钛原子才表现出较高的反应活性。
(桂运安)。
二氧化钛光催化原理
二氧化钛光催化原理二氧化钛光催化是一种常见的光催化反应，指的是当二氧化钛表面受到紫外光照射时，产生的电子-空穴对（e^-/h^+）与溶液中的物质发生反应，从而实现催化剂的功能。
该反应在环境保护、能源转化、有机合成等领域具有重要的应用价值。
本文将从二氧化钛光催化的基础原理、光催化机理和光催化反应的应用等方面进行介绍。
首先，二氧化钛光催化的基础原理是建立在二氧化钛的半导体特性上。
二氧化钛是一种宽禁带半导体，其导带带底下为空带，导带和空带之间隔着禁带。
当二氧化钛受到紫外光照射时，光子的能量可以使得一部分价带中的电子被激发到导带中，形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对可以参与光催化反应。
其次，二氧化钛光催化的机理可以分为直接和间接机理。
直接机理是指光子激发电子跃迁到导带中，并与溶液中的物质直接发生反应。
例如，当溶液中存在有机物时，激发的电子可以与有机物发生氧化反应，将其降解为无害的物质。
间接机理则是指激发的电子在导带中发生一系列的电子迁移过程，最终转移到表面吸附的氧分子上，与溶液中的水分子发生反应生成羟基自由基（•OH），这些自由基可以氧化有机物质。
此外，二氧化钛光催化的反应速率还受到多种因素的影响。
一是溶液的pH值，强酸或强碱条件下不利于电子与空穴的重新组合，从而有利于电子和空穴的产生。
酸性条件下，电子常与H^+结合形成羟基自由基（•OH），从而增强催化效果。
二是反应物的浓度，浓度越高，反应速率越快。
三是二氧化钛的晶型和表面形貌，具有良好的晶体结构和表面积的二氧化钛对光催化反应具有更好的催化效果。
四是反应温度，温度上升可以加速反应速率。
最后，二氧化钛光催化反应在环境保护、能源转化和有机合成等领域具有广泛的应用。
在环境保护方面，可以应用于废水处理、大气治理等。
在能源转化方面，可以应用于光电催化水分解、光电池等。
在有机合成方面，可以应用于有机物催化合成、有机废弃物转化等。
总之，二氧化钛光催化是一种基于二氧化钛的半导体特性和光催化机理实现的高效催化反应。
纳米二氧化钛光催化降解苯酚的实验研究及动力学分析
2005,No.12化学与生物工程Chemistry &Bioengineering46 基金项目:安徽理工大学硕博基金,安徽理工大学青年基金收稿日期:2005-08-03作者简介:王君(1971-),男,安徽金寨人,讲师,在读博士,研究方向:环境工程。
纳米二氧化钛光催化降解苯酚的实验研究及动力学分析王 君(安徽理工大学化工系,安徽淮南232001) 摘 要:以锐钛矿二氧化钛为光催化剂,研究了不同苯酚起始浓度的水溶液在290nm 紫外光辐照下降解苯酚的效果及动力学方程。
结果表明:苯酚起始浓度在20～80mg ・L -1之间均具有较好的降解效果,降解符合一级反应规律,速率常数随苯酚起始浓度的增大而减小。
关键词:二氧化钛;光催化;苯酚中图分类号:O 6251312 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2005)12-0046-02 多相半导体光催化因其能够完全破坏污染空气和废水中的各种有机物和无机物而成为引人注目和可能广泛应用的新技术。
它不仅具有生物降解所不可比拟的速度快、无选择性、降解完全等优点,又在价廉、无毒、可以长期使用等方面明显优于传统的化学氧化方法,因而倍受人们的关注[1～3]。
以半导体氧化物为催化剂的多相光催化过程以其可在室温下进行、可直接利用太阳光、可将几乎全部有机污染物矿化、并且不产生二次污染等独特性能而成为一种理想的环境污染治理技术。
用于光催化氧化的半导体催化剂较多,如:TiO 2、ZnO 、Fe 2O 3、CdS 、ZnS 等,其中TiO 2因氧化能力强、催化活性高和生物、化学、光化学稳定性好等优势,一直处于光催化研究的核心地位[4～7]。
作者以纳米二氧化钛为光催化剂,研究其在290nm 光化学灯的照射下光催化降解苯酚的效果及动力学规律。
1 实验111 仪器及药品722型光栅分光光度计,7923型磁力恒温搅拌器,YX J 21型低速离心沉淀机,DB 22型电热板,紫外灯(290nm )等。
TiO2光催化氧化降解苯酚的研究
３ ８
展
第 １ 卷第 ｌ １ ０期
ＡＤ ． Ｅ Ｎ Ｆ ＮＥ Ｐ Ｔ ． ＶＡＮＣ 。 Ｉ Ｉ Ｅ ＲＯＣＨＥＭＩ ＡＬＳ Ｓ Ｃ
ＴＯ ｉ ２光 催 化 氧 化 降 解 苯 酚 的 研 究
李 娜 李国德 郑 治国 张 阳 武士威 辛士刚 乔迎 昕
（ ． 阳师范大学 实验 中心 ， １沈 沈阳 １０ ３ ； ． １０ ４ ２ 沈阳师范大学教务处 ， 沈阳 １０ ３ ； １０ ４ ３ 沈 阳师范大学化学与生命科学学院 ， 阳 １０ ３ ； ． ． 沈 ０ ４ ４ 北票市环境保护局 ， 阳 １２０ ） １ 朝 ２ １０
摘 要 以 Ｔｏ 为光催化剂 ， ｉ２ 在紫外光照射下降解处理低浓度苯 酚模拟废水 ， 以紫外 一可 并
体 积必须 大 于 照 射 反应 管 的有 效 容 积 ） 加 人 光 ， 催化 剂 ＴＯ ｉ：以及 辅助 催 化 剂 Ｈ Ｏ ， 拌 均 匀 使 搅
ＴＯ 粉末 处 于悬 浮状 态 。 打开 控 制 器 面 板 上 的 ｉ： 电源及 循环泵 开关 ， 调节转 子流量 计 ， 模拟 废 并 使 水 以一 定 的流 速在紫外 光处理 器与反 应容 器之 间 循 环 。一段时 间后 打 开 紫外 灯开 关 ， 废 水 中 的 对
关键词 光催化
苯酚
二氧化钛
降解
近几 十年 ， 光催 化 技术 得 到快 速 发展 ［２， １】有 ，
望 发展成 为直接 利用太 阳光 和空 气 中的氧 降解有 毒 有害 污 染 物 的一 项 绿 色 污 染 治 理 新 技 术 】 。
换 冷却水 浴 以控 制 体 系温 度 ） 。然 后 在 固定 时 间
２２ ． ｏ： 浓度对 苯 酚降解 率 的影 响
二氧化钛膜光催化氧化苯酚的动力学规律
二氧化钛膜光催化氧化苯酚的动力学规律对大多数有机物分子而言，光催化反应以表面作用为主。
有机物在催化剂表面被氧化要经过扩散、吸附、表面反应以及脱附等步骤。
对采用二氧化钛(TiO2)膜的固定相光催化反应，扩散过程可能成为速度控制步骤。
在通过控制流速消除了扩散的影响后，如果反应物的吸附和产物的解吸都进行得非常快，则多相光催化的总反应速度只由表面反应所决定。
反应速度r为：r=kθAθOH (1)式中k--表面反应速度常数θA--有机物分子A在TiO2表面的覆盖度θOH--TiO2表面的·OH覆盖度在一个具体的恒定的体系中，θOH可以认为不变，假定产物吸附很弱，则θA可由Langmuir公式求得，式(1)可最终变为1/r=1/kK A·1/C A·1/k式中 K A--A在TiO2表面的吸附平衡常数C A--A的浓度上式即为Langmuir Hinshelwood动力学方程，表明1/r与1/C A之间服从直线关系。
分析(2)式可知：①当A的浓度很低时，K A C A<<1，此时ln(C Ao/C A)-t为直线关系，表现为一级反应。
②当A的浓度很高时，A在催化剂表面的吸附达饱和状态，θA≈1，此时C A-t为直线关系，表现为零级反应动力学。
③如果浓度适中，反应级数介于0～1。
所以，L-H方程意味着随反应物浓度的增加，光催化氧化反应的级数将由一级经过分数级而下降为零级。
1 实验装置与方法TiO2膜的制备及实验装置同文献［1］。
采用主波长253.7 nm的紫外光杀菌灯或主波长365 nm的黑光灯作光源。
酚浓度采用4-氨基安替比林直接光度法测定［2］。
2 实验结果与讨论2.1 光催化动力学规律苯酚水溶液在黑光灯/TiO2膜处理方式下的降解规律与L-H方程揭示的随反应物浓度减少，反应的级数将由零级逐渐过渡到一级的动力学变化过程十分吻合。
酚浓度与处理时间的关系见图1。
在较高起始浓度时，表现为零级反应动力学，C-t为直线关系。
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摘要：采用主波长为253.7 nm的紫外光杀菌灯或主波长为365 nm的黑光灯作为光源，研究了二氧化钛(TiO2)膜光催化氧化苯酚水溶液的动力学规律。
结果表明：TiO2膜光催化氧化苯酚水溶液的动力学可以用Langmuir Hinshelwood(L-H)动力学方程描述，但L-H方程只是表面反应的必要条件，并不充分；苯酚水溶液在黑光灯/TiO2膜处理方式下的降解规律与L-H方程揭示的动力学变化过程相吻合；在起始浓度范围相同(2.4～16.90 mg/L)的情况下，杀菌灯光催化氧化苯酚水溶液表现为一级反应动力学规律；不管哪种光源，TiO2膜光催化矿化起始浓度7.40 mg/L苯酚水溶液的过程均服从一级反应动力学。
关键词：二氧化钛光催化氧化酚水溶液动力学方程对大多数有机物分子而言，光催化反应以表面作用为主。
有机物在催化剂表面被氧化要经过扩散、吸附、表面反应以及脱附等步骤。
对采用二氧化钛(TiO2)膜的固定相光催化反应，扩散过程可能成为速度控制步骤。
在通过控制流速消除了扩散的影响后，如果反应物的吸附和产物的解吸都进行得非常快，则多相光催化的总反应速度只由表面反应所决定。
反应速度r为：r=kθAθOH (1) 式中k--表面反应速度常数θA--有机物分子A在TiO2表面的覆盖度θOH--TiO2表面的·OH覆盖度在一个具体的恒定的体系中，θOH可以认为不变，假定产物吸附很弱，则θA可由Langmuir公式求得，式(1)可最终变为1/r=1/kKA·1/CA·1/k 式中 KA--A在TiO2表面的吸附平衡常数CA--A的浓度上式即为Langmuir Hinshelwood动力学方程，表明1/r与1/CA之间服从直线关系。
分析(2)式可知：①当A的浓度很低时，KACA<<1，此时ln(CAo/CA)-t为直线关系，表现为一级反应。
②当A的浓度很高时，A在催化剂表面的吸附达饱和状态，θA≈1，此时CA-t为直线关系，表现为零级反应动力学。
③如果浓度适中，反应级数介于0～1。
所以，L-H方程意味着随反应物浓度的增加，光催化氧化反应的级数将由一级经过分数级而下降为零级。
1 实验装置与方法TiO2膜的制备及实验装置同文献［1］。
采用主波长253.7 nm的紫外光杀菌灯或主波长365 nm的黑光灯作光源。
酚浓度采用4-氨基安替比林直接光度法测定［2］。
2 实验结果与讨论2.1 光催化动力学规律苯酚水溶液在黑光灯/TiO2膜处理方式下的降解规律与L-H方程揭示的随反应物浓度减少，反应的级数将由零级逐渐过渡到一级的动力学变化过程十分吻合。
酚浓度与处理时间的关系见图1。
在较高起始浓度时，表现为零级反应动力学，C-t为直线关系。
而对起始浓度3.60 mg/L和2.40 mg/L的苯酚水溶液，在60 min以后，其C-t图偏离了直线。
但图2反映出此时其ln (C0/C)-t之间服从直线关系，表明已转变为一级反应。
表1和表2分别给出了利用最小二乘法求得的黑光灯/TiO2膜光催化氧化不同浓度苯酚水溶液时的零级反应动力学方程或一级反应动力学方程和相关系数以及相应的表观速率常数和半衰期。
可见，表观零级速率常数在误差范围内近似相等，表明在起始浓度较高时，光催化氧化的反应速率与反应物的浓度无关，而只与催化剂表面的状态有关。
随起始浓度的增大，苯酚降解的半衰期增大。
[!--empirenews.page--] 表1 不同起始浓度的零级反应动力学方程及参数起始浓度（mg/L）零级反应动力学方程rk0[mg/(L.min)]t0.5(min)16.90C=16.93-0.387t0.99450.0 387294.437.40C=7.33-0.263t0.99890.263140.685.50C =5.47-0.0316t0.99940.31687.03表2 浓度2.40、3.60mg/L 时一级反应动力学方程及参数起始浓度（mg/L)一级反应动力学方程rk1(min-1)t0.5(min)3.60ln(C0/C)=-0.07430.0118t0.98870.011858.732.40kn/(C0/C)=-0.05900.0150t0.99570.015046.20 杀菌灯/TiO2膜处理方式下，苯酚的光催化氧化在实验采用的相当宽的起始浓度范围内均表现为一级反应动力学，实验结果见图3和表3。
表 3 不同起始浓度时的一级反应动力学起始浓度（mg/L)一级反应动力学方程rk1(min-1)t0.5(min)2.40ln/(C0/C)=-0.14790.0748t0.99830.07489.265.40ln/(C0/C)=-0.098000343t0.99590.34320.207.40ln/(C0/C)=0.18110.0292t0.99230.29223.7510.60ln/(C0/C)=-0.11610.0215t0.99370.21532.2316.90ln/(C0/C)=-0.01100.0144t0.99900.014448.09 杀菌灯/TiO2膜光催化氧化苯酚水溶液时，均相光解动力学对总反应动力学规律的影响是不容忽视的。
为此，研究了杀菌灯光解苯酚水溶液的动力学规律。
如图4所示，杀菌灯光解不同起始浓度苯酚水溶液时的反应规律符合一级动力学。
在起始浓度范围基本相同的条件下(2.40～16.90 mg/L)，杀菌灯/TiO2膜光催化氧化苯酚水溶液没有表现出与黑光灯/TiO2膜光催化时相同的动力学变化过程。
究其原因，除了杀菌灯光子能量高之外，短波紫外光的光解作用对纯粹的光催化氧化反应的干扰是显而易见的。
表4比较了杀菌灯光催化和杀菌灯光解苯酚水溶液时的表观一级反应速率常数和起始反应速率。
可见，对起始浓度较高的苯酚水溶液，杀菌灯光催化与杀菌灯光解的表观一级反应速率常数和起始降解速率相差不多，说明大量苯酚分子对光的吸收导致TiO2膜接受的光子数量减少，此时的反应以光解为主。
而对起始浓度较低的苯酚水溶液，杀菌灯光催化的表观一级反应速率常数与起始降解速率均远高于杀菌灯光解的对应值，说明此时有足够多的光子激发TiO 2催化剂，光路距离未受影响，光催化作用表现突出。
[!--empirenews.page--]表 4 苯酚水溶液在不同氧化方法时的参数氧化方法苯酚起始浓度（mg/L)k1(min-1)r0[mg/(L.min)]杀菌灯光催化2.400.07480.15885.400.03430.21487.400.02920. 246510.600.02150.236016.900.01440.2783杀菌灯光解2.400.03190.08245.500.03030.14127.400.03270. 252610.900.02370.265016.900.01600.2600 另外，由图1求出黑光灯/TiO2膜光催化氧化2.40mg/L苯酚水溶液的起始降解速率为0.0340mg/(L·min)，表观一级反应速率常数为0.0118/min，均远小于杀菌灯光催化同样起始浓度苯酚水溶液时的对应值(见表4)，表明杀菌灯光催化比黑光灯光催化的反应速率大得多。
如L-H方程所描述，其反应速率的倒数与起始浓度的倒数之间服从直线关系。
但是，这一规律只是表面反应的必要条件，并不充分。
研究发现，苯酚在杀菌灯光催化和杀菌灯均相光解时的有关数据处理后均满足L-H方程，如图5、图6所示。
2.2 矿化动力学规律这里提出的光催化矿化指有机物在光催化氧化时被最终矿化为CO2等简单无机物的一连串反应的总过程，以区别于只考虑有机物母体消失时的情况。
d(TOC)/dt 即代表了有机物在光催化氧化过程中的矿化速率。
研究发现，不管哪种光源，TiO2膜光催化矿化起始浓度7.40 mg/L苯酚水溶液的过程均服从一级反应动力学，结果如图7和表5所示。
表5 光催化矿化起始浓度7.40mg/L时的一级反应动力学方程及参数处理方式一级反应动力学方程rk1(min-1)t0.5(min)黑光灯/TiO2膜ln/[TOC）0/TOC]=0.0468 0.0055t0.99270.0055126杀菌灯/TiO2膜ln/[TOC）0/TOC]=0.0209 0.0194t0.99780.019435.7 可见，杀菌灯光催化矿化7.40 mg/L苯酚水溶液时的一级反应速率常数值是黑光灯光催化矿化时的3.5倍。