TiO2光催化降解染料废水的研究进展
２０１０年第２期 山东纺织科技 ・４９・
ＴｉＯ２光催化降解染料废水的研究进展
李先学，陈彰旭，沈高扬，陈国强
（莆田学院，福建莆田３５１１００）
摘 要：文章综述了ＴｉＯ。光催化降解染料废水的研究现状和机理，并详细介绍了降解溶液ｐＨ值、
催化剂用量、掺杂物质浓度、煅烧温度以及超声波等因素对降解效果的影响。最后对ＴｉＯｚ光催化降解
染料废水的应用前景进行了展望。
关键词：光催化；ＴｉＯ ；染料；降解
中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９～３０２８（２０１０）０２—００４９—０４
随着染料合成、印染等工业废水的不断排放
和各种染料的不断使用，进入环境的染料数量和
收稿日期：２０１０—０２—０１ 作者简介：李先学（１９７７一），男，山东淄博人，副教授。
０．７５ ｍＮ，也就是只有２２ ｍ以上的不锈钢单纤
维，可以对人的皮肤产生刺痒感。而直径２０ Ｆｍ
以上的不锈钢纤维柔曲性差，无法进行纺纱加工，
不锈钢短纤维的纺纱是在棉纺设备上进行的，采
用的不锈钢短纤维直径都小于１２ ｍ，所以，纺织
用不锈钢纤维不会产生刺痒。
６ 结束语
不锈钢纤维是一种新型纺织用纤维。一般用
于特种行业中，多数情况下是以混纺纱或包覆纱
进行生产和使用，能够很好地改善纺织纤维的导
电能力、抗辐射能力等。同时，纤维的轴向压缩试
验证明，纺织用不锈钢纤维通常不会对人体皮肤 种类不断增加，染料造成的环境污染日趋严重。
据统计全世界大约１５ 的染料在生产过程中被
排放到废水中而且这些有色废水在环境中又会通
过氧化、水解以及其它化学反应生成有毒的副产
物，采用传统的物理、生化或化学氧化法处理此类
产生刺痒感。
参考文献：
［１］ 韦 行．用集束拉拔法生产可纺的超细不锈钢纤维［刀．上 海金属，２００８，３０（２）：６１—６２． Ｅｚ３许佩敏，张 健，孙旭东．我国金属纤维及制品的应用研究 状况［Ｊ］．稀有金属快报，２００８，２７（９）：１１—１６． ［３］杨照玲，李建平，奚正平，张 健，王 鑫．超细不锈钢纤维 的制备和性能［Ｊ］．稀有金属材料与工程，２００３，３２（９）： ７４８—７５１． ［４３梁兆辉，何晓霞，张增强．不锈钢金属丝功能纺织品及其发 展趋势［Ｊ］．纺织科技进展，２００８，（２）：１５—４２． ［５３杨强，徐丰军，陈国华。不锈钢纤维损伤机理初探［Ｊ］．现 代纺织技术，２００８，（３）：１—３． ［６］刘宇清，戚嫒，于伟东．毛纤维刺扎力学行为的测量Ｉ－Ｊ］． 纺织学报，２００５，２６（２）：６１—６３．
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｆｉ ｂｒｅｓ ｉｎ Ａｘｉａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ
ＣＨＥＮＧ Ｘｉａｎ—ｘｉ ．ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｔｉｎｇ ’。
（１．Ｊｉｎａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎａｎ ２５０２００，Ｃｈｉｎａ＋ ２．Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｆｉｂｒｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ
ａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｆｉｂｒｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｆｉｂｒｅ ｂｅｌｏｗ １ ２ Ｆｍ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｃｒａｔｃｈｎｅｓｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｈｕｍａｎ
ｓｋｉｎ，ｆｕｌｌｙ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅ１ ｆｉｂｒｅｓ；ａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｓｃｒａｔｃｈｉ
ｎｅｓｓ ．５０． 山东纺织科技 ２０１０年第２期
废水普遍存在处理周期长、降解速率低等问题，因
此如何有效降解染料废水已成为环境学科研究的
热点问题。
光催化氧化处理有机污染物具有方法简便，
不产生二次污染物，适用范围广等特点，是一种很
有发展潜力和应用前景的技术。目前ＴｉＯ 光催
化技术已广泛用于降解有机污染物，本文主要针
对染料废水，对近年来国内外ＴｉＯ 光催化降解染
料废水的研究现状与发展动态进行了综述。
１光催化氧化的机理
光催化是指在光催化剂的存在下发生的光诱
导反应。光催化剂多为金属氧化物或硫化物，如：
ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ａ—Ｆｅ２ Ｏ３、ＷＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＮｉＯ、
ＰｂＳ、ＣｄＳ、Ｓｉｏ２、ＺｎＳ、Ｃｕ２Ｏ等（这些材料的共同
特点是在充满电子的低能价带和空的高能导带之
间存在一个禁带）。其中ＴｉＯ。以其无毒、催化活
性高、氧化能力强、稳定性好、易于制备和使用等
特点最为常用。光催化基本原理是指光催化剂受
到大于禁带宽度能量的光子照射后，发生电子跃
迁，生成光生电子（ｅ一）和空穴对（ｈ ），光生电子
具有很强的还原能力，可以还原去除水中的金属
离子，而空穴具有极强的氧化性，可对吸附于其表
面的污染物进行直接或间接的氧化降解，此外，空
穴还可以氧化Ｈ。Ｏ和ＯＨ一生成反应性极高的羟
基自由基（・ＯＨ），・ＯＨ是一种强氧化剂（氧化
还原电位为＋２．８Ｖ），它可以将大多数有机染料
氧化为可矿化的最终产物。以ＴｉＯｚ为例，光催化
反应机理可用以下各式表示：
ＴｉＯ２ ４－ｈｖ（ＵＶ）— ＴｉＯ２（ｅ一４－ｈ ）
ＴｉＯ２（ｈ ）４－ＨｚＯ—Ｔｉｏ２＋Ｈ２ｏ＋・ＯＨ
ＴｉＯ，（ｈ ）４－ＯＨ一一ＴｉＯ２４－・ＯＨ
有机染料＋・０Ｈ一降解产物
有机染料４－ｈ 一氧化产物
有机染料４－ｅ一一还原产物
式中ｈｖ是将ＴｉＯ 的电子从价带激发到导带
的光子能量。
２染料废水的特点
染料分子成分大多是芳烃和杂环化合物，其
中除了带有各类显色基团（如一Ｎ—Ｎ一，一Ｎ— Ｏ，一ＮＯｚ等）以及极性基团（一ＳＯ。Ｎａ，～ＯＨ，一
ＮＨｚ）以外，还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类
及各种助剂，它具有水量大、有机毒物含量高、成
分复杂、色度高等特点。另外，染料废水化学需氧
量（ＣＯＤ）较高，而生化需氧量（ＢＯＤ）相对较小，
可生化性差。
３光催化降解染料废水的影响因素
３．１降解溶液ｐＨ值的影响
降解溶液ｐＨ值对光催化效果的影响机理很
复杂，主要体现在以下三方面：（１）降解溶液ｐＨ
值的变化将影响染料分子在ＴｉＯ 表面的吸附；
（２）羟基自由基（・ＯＨ）在碱性条件下容易生成；
（３）在酸性溶液中，ＴｉＯｚ容易发生团聚造成颗粒
比表面积降低，从而最终导致其表面吸附染料分
子的能力降低。
表１对不同染料在光催化反应中所适用的最
佳ｐＨ值进行了总结。
表１ 降解溶液ｐＨ值对光催化降解染料的影响
３．２催化剂用量的影响
研究表明，在Ｔｉ０。光催化降解偶氮染料系统
中，光催化的初始速率随催化剂用量的增加而增
大，而催化剂用量过大时会阻碍光在体系中的投
射，因而存在最佳用量。表２对不同染料所适用
的最佳催化剂用量进行了总结。
３．３掺杂物质浓度的影响
研究表明，少量的掺杂物质有助于提高光催
化效率，而且掺杂物质浓度通常也存在一个最佳
值。如果掺杂浓度过高，则沉积在Ｔｉ
Ｏ 颗粒表面 ２０１０年第２期 山东纺织科技 ・５１・
的掺杂物质越多，它们将阻碍ＴｉＯ。颗粒对光的吸
收，从而导致催化效率降低。
表２ Ｔｉ 光催化剂用量对光催化降解染料的影响
Ｌｉ等研究了掺杂碱土金属对Ｔｉｏ。光催化活
性的影响，结果表明掺杂碱土金属后ＴｉＯ。光催化
活性明显提高，作者认为原因主要有两方面：（１）
沉积在ＴｉＯ。颗粒表面的掺杂物质会形成空间电
荷层，阻碍了光生电子（ｅ一）和空穴对（ｈ ）的结
合，从而可以生成更多的ｅ一和ｈ ，有利于光催化
反应的进行；（２）少量杂质元素的掺入易导致晶格
畸变，从而生成晶格缺陷，这些缺陷的存在对
ＴｉＯｚ光催化活性起着重要作用。表３对不同掺
杂物质的最佳浓度进行了总结。
表３掺杂物质浓度对光催化降解染料的影响
３．４煅烧温度的影响
制备光催化剂ＴｉＯ 时所采用煅烧温度的高
低对光催化剂的催化性能也具有显著影响。Ｙｕ
采用掺氮ＴｉＯｚ纳米催化剂降解甲基蓝，研究了催
化剂的煅烧温度对其催化效率的影响。结果表
明，催化剂的催化活性在５００℃时达最大值，因为 在此温度下锐钛矿型 Ｏ。完全晶化（超过５００℃
后，锐钛矿型Ｔｉｏｚ变成金红石型，而金红石型
ＴｉＯ。催化活性较低）。Ｌｉｕ研究结果也表明，对于
掺锌ＴｉＯ 催化剂，其催化活性在５００℃时达最大
值，可有效降解若丹明Ｂ。而Ｓｕｎ在采用Ｓｎ／
ＴｉＯ。／ＡＣ催化剂降解橙Ｇ时却发现煅烧温度为
５５０。Ｃ时所得催化剂催化活性最佳，此时的ＸＲＤ
结果表明样品中含有锐钛矿型ＴｉＯ 和金红石型
ＴｉＯ。两种晶型。
而且现已发现具有高光催化活性的Ｔｉ０：多
数为锐钛矿型和金红石型的混合物，这种混合物
具有高活性的原因可能是因为在锐钛矿型晶体的
表面生长了薄的金红石型结晶层，能有效地促进
光生电子一空穴的分离。Ｃｈｅｎ研究结果也证实
了这一结论，他们采用掺钾ＴｉＯｚ催化剂降解分散
蓝时发现煅烧温度为７００℃时所得催化剂（为锐
钛矿型和金红石型的混合物）催化活性最佳。
３．５超声波的影响
虽然光催化氧化能将染料分子降解矿化为无
毒的小分子化合物，但是光生电子～空穴易复合、
太阳能利用率低、反应速率慢等缺点仍是尚未很
好解决的问题，为此人们尝试通过超声波等技术
辅助光催化氧化，并且已取得了不错的效果。
从近几年国内外的研究成果看，超声辅助光
催化氧化能明显提高光催化氧化效果，超声波辐
射和光催化之间存在着良好的协同效应。Ｎ￣ｓｔｏｒ
等采用超声波辅助ＴｉＯ 光催化对刚果红和甲基
橙进行降解时发现，当超声波功率为８Ｏ ｗ时，超
声波与光催化存在协同效应，比单独采用Ｔｉ０。光
催化时的降解效率明显提高。Ａｎｔｏｎｉａ等采用超
声波辅助ＴｉＯ。光催化技术对碱性品蓝９工业染
料的降解效果进行了研究。结果也发现超声波辅
助ＴｉＯｚ光催化的降解效率比单独采用光催化和
超声波时都有明显提高。此外，Ｗａｎｇ等人的研
究结果也证实在超声波辅助下，大大提高了光催
化氧化污染物的矿化效率。
马春莹等对超声波和紫外光协同降解酸性橙
水溶液的机理进行了研究。作者认为，在超声空
化过程中，羟基自由基与酸性橙分子发生反应的
同时，还会互相结合生成过氧化氢，这对光催化降
解是不利的。而当紫外光和超声共同辐照时，紫
外光可以将过氧化氢裂解为羟基自由基（Ｈ Ｏ ＋
ｈｖ（ＵＶ）一・ＯＨ＋・ＯＨ），使得溶液内羟基自由
二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究
二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究
近年来，环境污染问题成为了人类面临的最严重的问题之一。其中，有机污染物的排放和处理成为了关注的焦点。一方面，现有的处理技术难以完全降解这些有机物，另一方面，处理成本和能源消耗巨大。在这个背景下，二氧化钛光催化技术成为了一种重要的选择。本文通过概述二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究，探究这种技术的优点、不足以及未来发展方向。
一、二氧化钛光催化降解有机污染物的原理
二氧化钛是一种半导体材料，在光照下能够产生电子空穴对，这种电子空穴对可以与周围的水和氧分子发生反应，形成活性氧种，如羟基自由基（·OH）。这些活性氧种能够对有机物进行氧化反应，分解有机物分子，并最终降解为水和二氧化碳等无害物质。
二、二氧化钛光催化降解有机污染物的应用研究
二氧化钛光催化技术已经被广泛应用于水和空气的治理领域。在水处理领域，研究表明，该技术可以有效地去除水中的有机物和重金属。通过加入二氧化钛催化剂和光源，可以在短时间内将水中的有机污染物转化为无害的水和二氧化碳等。例如，在中国的一个煤化工厂污水的处理中，利用二氧化钛光催化技术，将COD（化学需氧量）含量从500mg/L降至20mg/L，去除率高达96%。在空气净化领域，二氧化钛光催化技术可以降解空气中的有机污染物和氮氧化物等。
三、二氧化钛光催化技术的优点和不足
相较于传统的水和空气净化技术，二氧化钛光催化技术具有诸多优点。例如：
1. 高效能：该技术可以在较短时间内将有机物转化为无害物质，效率高。 2. 对污染物的选择性较高：该技术对不同类型的有机物的降解效率有一定的差异，对不同类型的污染物有更好的选择性。
3. 呈现环保特性：该技术无需添加任何化学试剂，不产生二次污染，能有效保护环境。
然而，二氧化钛光催化技术仍然存在一些不足之处，例如：
1. 催化剂的失活问题：在实际运用过程中，二氧化钛催化剂很容易因为污染、损毁等问题失活，导致技术效率降低。
纳米TiO2光催化降解含活性红K-2BP染料废水技术研究
第４３卷第４期 ２００６年８月 染料与染色 ＤＹＥＳＴＵＦＦＳ ＡＮＤ Ｃ０Ｌ０ＲＡＴ１０Ｎ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２００６ 研究论文 纳米ＴｉＯ２光催化降解含活性红Ｋ一２ＢＰ染料废水技术研究
董振海胥维昌
（沈阳化工研究院，沈阳１１００２１）
摘要：本文以纳米二氧化钛为光催化剂，采用自制的间歇式悬浆体系光催化反应器对活性红Ｋ一２ＢＰ染料模拟废水
进行光催化降解试验，考察废水ｐＨ值、初始浓度等因素对反应的影响，在试验条件下，染料模拟废水的ＣＯＤ去除率
可达７０％以上，反应后废水可生化性提高，其光催化降解反应符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ—Ｈｉｎｓｈｅｗｏｏｄ模式，光催化氧化法是处理
难降解染料废水的有效方法。
关键词：纳米ＴｉＯ，；光催化降解；活性红Ｋ一２ＢＰ
中图分类号：ＴＱ６１０．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２一ｌ１７９（２００６）０４—００４８—３
染料废水是我国难治理的行业性废水之一，染
料废水种类多，水质成分复杂，色度深，毒性大。随
着染料工业的迅速发展，对环境的危害日趋严重，传
统水处理工艺中采用的吸附、膜分离、絮凝沉淀、电
解、化学氧化及生物氧化法往往不能达到满意的去
除效果 卜 。
１９７２年，Ａ．Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ和Ｋ．Ｈｏｎｄａ首先发现了
ＴｉＯ：在光照条件下可将水分解为Ｈ 和０ ，由此诞生
了光催化氧化技术，并迅速应用于废水治理中。ＴｉＯ
为ｎ型半导体催化剂，在紫外光的辐射下会产生具
有很强氧化还原能力的空穴与电子，可将废水中的
有机物深度氧化，最终分解为ＣＯ：和Ｈ ０，从而消除
其对环境的污染。由于该技术反应选择性低、条件
温和、速度快、无二次污染等优点，是近几年的研究
热点，发展前景广阔 ｊ。
活性红Ｋ一２ＢＰ（Ｃ．Ｉ．活性红２４）是比较典型的
单偶氮活性染料（结构式如下所示），本工作采用纳
米ＴｉＯ：悬浆催化体系，对活性红Ｋ一２ＢＰ模拟染料
废水进行光催化氧化降解研究，探索光催化氧化法
TiO2光催化降解印染废水的工艺研究
２００７年纪代饧织校禾。第３期 研究报告一
ＴｉＯ２光催化降解印染废水的工艺研究
周秀芹。李红梅
（盐城纺织职业技术学院，江苏盐城２２４００５）
摘要：用悬浮法光催化氧化实际印染废水，并与不加催化剂的光降解处理废水的结果进行比较，结果 表明：采用Ｔｉｏ２为催化剂可以显著加快光催化氧化过程。探讨了处理时间、处理温度、Ｔｉｏ２催化剂用量等 因素对废水的去除和脱色的影响。实验结果表明，光催化处理该染料废水的最佳工艺条件为：处理时间 ６ ｈ，温度３Ｏ℃，Ｔｉｏ２用量为ｌｍｓ／￣Ｌ。 关键词：Ｔｉ０２；染料废水；ＣＯＤ。；色度 中图分类号：ＴＸ７９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２６５Ｘ（２００７）０３一Ｏ００４—０２
ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｆｉｃ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｙｅ ａｎｄ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｙ ＴｉＯ２
ＺＨＯＵ Ｘｉｕｑｉｎｑ，ＬＩ／／ｏｎｇｍｅｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｎｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ ２２４００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｙｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｗｉｔｈ ｏｒ ｗｉｔｈｏｕｔ Ｔｉ０２ ａｓ ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ＴｉＯ２ Ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ． ｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｉｍｅ．ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ
光催化氧化实验报告(3篇)
第1篇
一、实验目的
本实验旨在探究光催化氧化技术在有机污染物降解中的应用，通过光催化反应实现有机物的降解，并分析反应条件对降解效果的影响。
二、实验原理
光催化氧化技术是利用光能激发催化剂产生电子-空穴对，进而引发氧化还原反应，实现对有机污染物的降解。在实验中，以TiO2为催化剂，利用紫外光照射催化体系，使有机污染物发生氧化降解。
三、实验材料与仪器
1. 实验材料：
- TiO2催化剂
- 染料废水（模拟有机污染物）
- 硫酸、氢氧化钠、盐酸等试剂
- 水浴加热器
- 紫外灯
- 分光光度计
- pH计
- 离心机
2. 实验仪器：
- 紫外可见分光光度计
- 离心机
- pH计
- 电子天平
- 烧杯 - 试管
- 滴定管
四、实验步骤
1. 准备催化剂：将TiO2粉末加入去离子水中，搅拌至充分溶解，形成TiO2悬浊液。
2. 准备染料废水：将模拟有机污染物废水稀释至一定浓度，备用。
3. 设置实验组：取一定量的TiO2悬浊液和染料废水于烧杯中，搅拌均匀。
4. 紫外光照射：打开紫外灯，照射催化体系，记录照射时间。
5. 取样：在照射过程中，定时取样，分析有机污染物浓度变化。
6. pH值测定：使用pH计测定溶液pH值，分析pH值对降解效果的影响。
7. 数据处理：利用分光光度计测定有机污染物浓度，绘制降解曲线，分析反应条件对降解效果的影响。
五、实验结果与分析
1. 有机污染物降解曲线：实验结果显示，在紫外光照射下，染料废水中的有机污染物浓度随时间逐渐降低，说明光催化氧化技术能够有效降解有机污染物。
2. pH值对降解效果的影响：实验结果表明，在pH值为3-6时，降解效果最佳。这是因为在此pH范围内，TiO2表面吸附的H+和OH-浓度适中，有利于光催化反应的进行。
3. 照射时间对降解效果的影响：实验结果显示，随着照射时间的延长，有机污染物浓度逐渐降低，但降解效果趋于平缓。这说明在一段时间后，有机污染物已基本降解，继续照射效果不明显。
纳米TiO2／壳聚糖催化超声降解染料废水
・６２・ 广州化工 ２０１０年３８卷第１期
纳米ＴｉＯ２／壳聚糖催化超声降解染料废水
黄利强，郭松林，黄文树
（集美大学水产学院，福建厦门３６１０２１）
摘要：制备了纳米二氧化钛／壳聚糖复合材料并利用ＩＲ、ＸＲＤ对其结构进行了剖析，以甲基橙超声降解反应为模型，研究了
纳米ＴｉＯ ／壳聚糖催化超声降解染料废水的性能，结果表明在ＴｉＯ：／壳聚糖催化下甲基橙超声降解的效果非常明显，在超声波频率４０ ｋＨｚ，输出功率５０ ｗ，催化剂用量１．０ ｇ／Ｌ，ｐＨ为７．０，６０ ｍｉｎ降解率可达到９０％以上，纳米ＴｉＯ ／壳聚糖催化超声降解有机污染物的
方法具有较好的应用前景。
关键词：ＴｉＯ ；壳聚糖；甲基橙；超声降解
Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｈｙｌ Ｏｒａｎｇｅ Ｄｙｅ Ｗａｓｔｅｒｗａｔｅｒ
Ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｂｙ Ｎａｎｏ—ＴｉＯ２／ｃｈｉｔｏｓａｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＨＵＡＮＧ Ｌｉ—ｑｉａｎｇ，ＧＵＯ ＳＤｎｇ—ｌｉｎ，ＨＵＡＮＧ Ｗｅｎ—ｓｈｕ
（Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｍｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｘｉａｍｅｎ ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｎｏ—ＴｉＯ２／ｃｈｉｔｏｓａｎ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＩＲ ａｎｄ ＸＲＤ．Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｎａｎｏ—ＴｉＯ２／ｅｈｉｔｏｓａｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｗｅｒｅ
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ １．０ｇ／Ｌ
TiO2／矿物复合光催化剂降解工业废水中偶氮染料的应用研究
第ｌ５卷第６期 ２００６年６月 中 国 矿 业 ＣＨＩＮＡ ＭＩＮＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ Ｖｏ１．１５．Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ ２００６ 科霉苞 ｌｌ聚囊嚏
ＴｉＯ２／矿物复合光催化剂降解 工业废水中偶氮染料的应用研究
雷绍民 曲 艺 白春华 （武汉理工大学资源与环境工程学院・武汉４３００７０） 摘要：采用高岭石基纳米ＴｉＯｚ光催化剂，降解工业废水中的偶氮染料。研究废水初始浓度、催 化剂投加量、废水初始ｐＨ值以及氧化助剂Ｈ Ｏ 投加量，对降解脱色率的影响。结果表明，偶氮废水 初始浓度为４０ｍｇ／Ｌ，催化剂投加量取ｌｇ／５０ｍｌ废水，废水初始ｐＨ值为４，偶氮废水降解４ｈ后，脱色 率达到９９．２％。添加适量氧化助剂可加快反应速度。该研究表明，ＴｉＯ。／矿物复合光催化剂，对偶氮染 料具有极好的降解效果。 关键词：光催化剂降解偶氮废水 中图分类号：ＴＱ０３２．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０Ｏ４—４０５１（２００６）Ｏ６—００５４一Ｏ４ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ｏＮ ＤＥＧＲＡＤＡＴＩｏＮ ｏＦ ＡＺｏ ＤＹＥ ＢＹ ＴＩｏ２／ＭＩＮＥＲＡＬ ＣｏＭＰｏＳＩＴＥ ＰＨｏＴｏＣＡＴＡＬＹＳＴ Ｌｅｉ Ｓｈａｏｍｉｎ Ｑｕ Ｙｉ Ｂａｉ Ｃｈｕｎｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・Ｗｕｈａｎ ４３００７０） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ａｚｏ ｄｙｅ ｗｉｔｈ ｄｏｐｅｄ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ＴｉＯ２／Ｋａｏｌｉｎｉｔｅ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉ— ｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｚｏ ｄｙｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ，ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐＨ ａｎｄ Ｈ２ Ｏ２ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｇｏ ｄｙｅ ｗａｓ ４０ｍｇ／Ｉ ，ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ １ ｇ／５０ｍｌ，ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐＨ ４，ａｆｔｅｒ ４ｈ ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｇｅｔ ｔｏ ９９．２％．Ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｏｘｉｄａｎｔ ｃｏｕｌｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ＴｉＯ２／ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ ｈａｄ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｇｏ ｄｙｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ Ａｚｏ ｄｙｅ １ 前言 云母珠光颜料工业废水是一种含偶氮染料废 水，其废水成分复杂，ＣＯＤ 浓度、色度、含盐量 和酸碱度高；ＢＯＤ ／ＣＯＤ 值低，一般在０．２～ ０．４；可生化性较差，直接排放对环境危害大。由 于芳香族偶氮化物性质稳定，常规的混凝中和、沉 淀（或气浮）等方法，处理偶氮染料废水效果不理 想。焚烧、湿式氧化及膜分离等技术，虽有良好的 处理效果，但技术要求高，投资大，处理成本高， 限制了它们的实际应用。生化处理虽能降解有机 物，但生产工艺和技术还不完善。 本课题选择非金属矿物高岭石作为基体，采用
g-C3N4_TiO2光催化复合材料制备及其降解印染废水研究
实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第4期 2020年4月 Experimental Technology and Management Vol.37 No.4 Apr. 2020
ISSN 1002-4956 CN11-2034/T
DOI: 10.16791/ki.sjg.2020.04.021
g-C3N4/TiO2光催化复合材料制备及其
降解印染废水研究
李俊叶，刘 爽，季志文
（华东交通大学 理工学院，江西 南昌 330100）
摘 要：分别利用四异丙醇钛、三乙胺和三聚氰胺制备TiO2和g-C3N4，结合两者制备不同复合比与焙烧温度条件下的g-C3N4/TiO2粉体样品，利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等研究样品表征。以靛蓝类染料模拟废水、偶氮染料4BS、三苯甲烷类染料模拟废水和某印刷厂排放的印染废水为光催化降解对象，研究样品复合比与焙烧温度、光照时间与强度、印染废水初始化学需氧量（COD）值等因素对印染废水降解、COD去除率以及色度脱色率的影响。研究结果显示：光催化复合材料样品为锐钛矿相和金红石相组成的混合晶型；当样品复合比与焙烧温度分别为1.0和350 ℃时，光催化降解印染废水效果最好，不仅能够确保COD去除率较为稳定，且具有较高重复利用率和稳定性；光照时间越长、光照强度越高，样品COD去除率与色度脱色率越高，且印染废水初始COD值越高，样品COD去除率越低。 关键词：光催化；复合材料；降解；印染废水；复合比；焙烧温度 中图分类号：TQ317.4 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)04-0091-05
Preparation of g-C3N4/TiO2 photocatalytic composite and its
degradation of printing and dyeing wastewater
LI Junye, LIU Shuang, JI Zhiwen
二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究
二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究
一、内容简述
随着工业化进程的加快，废水处理已成为环境保护和可持续发展的重要课题。光催化技术作为一种高效、环保的废水处理方法，近年来受到了广泛关注。其中二氧化钛晶须作为一种光催化剂在光催化处理废水中具有重要的应用价值。本文主要研究了二氧化钛晶须的制备方法以及其在光催化处理废水中的应用。
首先文章介绍了二氧化钛晶须的基本性质、结构特点及其在光催化过程中的作用机制。然后通过对比不同制备方法对二氧化钛晶须形貌和粒度的影响，探讨了影响光催化性能的关键因素。在此基础上，作者提出了一种优化的二氧化钛晶须制备方法，以提高其在光催化处理废水中的性能。
接下来文章以某工业废水为实验对象，采用所研制的二氧化钛晶须作为光催化剂，考察了其在光催化降解有机物、无机物和色度等方面的性能。实验结果表明，所制备的二氧化钛晶须具有良好的光催化活性和稳定性，能有效去除废水中的有机物和无机物，同时降低废水的色度。
文章对所研究的二氧化钛晶须光催化处理废水的方法进行了总结和展望，指出了目前研究中存在的问题和挑战，并对未来研究方向提出了建议。
A. 研究背景和意义
随着工业化的不断发展，废水排放问题日益严重。工业废水中含有大量有害物质，如重金属、有机物和氮磷等，这些污染物对水体造成了严重的污染。为了解决这一问题，光催化技术作为一种环保、高效的处理方法逐渐受到关注。光催化技术是利用光催化剂(如二氧化钛晶须)在特定波长的光照下，使污染物分解或转化成低毒性物质的过程。然而目前光催化技术的稳定性和降解效率仍有待提高，因此研究二氧化钛晶须的制备方法及优化光催化条件具有重要的理论和实际意义。
环境保护需求：随着全球经济的发展，水资源短缺和水污染问题日益严重。工业废水排放是造成水污染的主要原因之一，而光催化技术作为一种有效的水处理手段，可以有效地降低工业废水中有害物质的浓度，减轻对水体的污染压力。
能源危机：化石燃料的大量消耗导致了能源危机的加剧。光催化技术作为一种清洁能源技术，可以减少对化石燃料的依赖，降低能源消耗，有利于实现可持续发展。
二氧化钛在废水方面的应用
二氧化钛在废水方面的应用
摘要:随着经济的发展,社会的进步,环保已经成为一个世界话题,而处理工业生产带来的污染则是环保工作的一项重要任务。工业生产中一个主要污染源就是废水,所以,处理废水就成了人们关注的焦点。自从Carey于1976年报道TiO2光催化氧化方法用于水中PCB化合物脱氯去毒[1]的成功结果后,在水处理领域,半导体的多相光催化就引起了广泛的重视。在众多的半导体材料中,TiO2具有稳定性好、催化活性好、无毒等优点,所以成为了研究的热点材料。本文就近年来TiO2光催化反应在处理废水中的研究作了详细的说明,希望为该方法的产业化、实用化提供有力的帮助。
关键词:废水处理 光催化氧化 工业应用 TiO2
我国在治理工业废水中已经做了很多有益的工作,但是治理能力的增长还赶不上废水污染的速度,原因有很多方面,其中最主要的原因就是技术的落后。物理方法仅仅是把污染物从一相转移到了另一相,而污染物的本身并没有得到彻底的降解。化学方法则是通过使用一些化学药剂,在发生化学反应的过程中对污染物进行还原或者氧化降解,改变污染物的形态,把它们变成微毒或者无毒的新物质,或者变成不溶于水的物质,进而达到处理的目的。但是这样就需要大量的化学药剂,成本非常高,所以不适合大规模的应用,与此同时,还可能会造成二次污染。生物方法是利用微生物的代谢作用,使废水中的无机营养物和有机污染物转化为稳定的、无害的物质,这种方法价格相对低廉、目前使用也比较广泛。但是生物降解仍然存在着一定的局限性,总结为以下几点:细菌的作用具有一定的选择性;降解的速度慢;对很多有毒物质只能做部分降解,而且可能会形成有毒性的中间产物;一些芳香族化合物很难被降解。从国内目前的运行状况来看,这三种废水处理方法虽然有些工艺已经比较成熟,但是各有其局限性,运行成本也较高,处理效率的高低不等,特别重要的是不能有效地清除水中一些低浓度的生物难降解的有机污染物。
随着研究的深入,人们终于发现一种新技术——半导体的多相光催化氧化法,这种技术能量消耗低、操作方便、反应条件比较温和、实用范围广泛、没有二次污染,所以在环境治理方面逐渐受到人们的关注。光催化氧化反应是一种高级的氧化过程(Advanced Oxidation
焦炭负载改性纳米TiO2阳光催化降解染料模拟废水的初步研究
第７卷第８期 ２ ０ ０ ６年８月 环境污染治理技术与设备 Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖｏ１．７，Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２ ０ ０ ６
焦炭负载改性纳米ＴｉＯ２阳光催化
降解染料模拟废水的初步研究
朱素芳 袁 斌 李 勇。 吕 松
（１．佛山市环境监测中心站，佛山５２８０００；２．广东工业大学环境科学与工程学院，广州５１００９０； ３．广东省环境保护工程研究设计院，广州５１０１４０）
摘要 以焦炭为载体，Ｎ ＳｉＯ，为粘结剂，制备了负载型铁改性纳米ＴｉＯ 光催化剂，并研究了该催化剂在太阳光照 射下降解亚甲基兰染料废水的效果，通过正交和单因素优化试验，探讨了影响染料废水降解效果的主要因素，研究结果表 明，影响降解因素的大小次序是：煅烧时间＞铁掺杂量＞Ｎａ ＳｉＯ，质量百分比＞煅烧温度。本光催化剂制备的最佳制备条 件是：以２０％的Ｎａ ＳｉＯ，溶液为粘结剂，掺杂２％的Ｆｅ，４００℃煅烧温度下煅烧３ ｈ。以太阳光为光源，亚甲基兰染料废水的 降解率可达到８７．１％。 关键词 纳米ＴｉＯ， 光催化改性焦炭太阳光
中图分类号Ｘ５０５ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００８．９２４１（２００６）０８－０１１１－０３
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｄｉｓｃ０ｌ０ｒａｔｉ０ｎ
ｂｙ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ Ｆｅ ｄｏｐｅｄ ｎａｎｏｓｉｚｅｄ ＴｉＯ２ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｓｕｎｌｉｇｈｔ
Ｚｈｕ Ｓｕｆａｎｇ ・ Ｙｕａｎ Ｂｉｎ Ｌｉ Ｙｏｎｇ。Ｌｕ Ｓｏｎｇ
（１．Ｆｏｓｈａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０００； ２．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １００９０ ３．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０１４０）