改性納米二氧化鈦催化臭氧氧化降解草酸的研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，排入江河水中的有機(jī)物所造成的地表水及地下水污染已經(jīng)成為飲用水污染的主要問題。我國(guó)目前以除濁、除色、殺菌為主要目的的“混凝—沉淀—過濾—消毒”等常規(guī)制水工藝對(duì)受污染水中有機(jī)物的去除能力明顯不足。因此，在我國(guó)飲用水源受有機(jī)污染不斷加重和出水水質(zhì)要求進(jìn)一步提高的情況下，飲用水深度處理技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　以臭氧為氧化劑的化學(xué)氧化法具有反應(yīng)速度快、處理效率高、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)。在臭氧氧化過程中引入金屬

2、氧化物作為催化劑不但可以提高有機(jī)物的降解效果，并且可以提高臭氧的利用率。本文采用錳離子和鈷離子摻雜的無毒、難溶、性質(zhì)穩(wěn)定的兩種納米二氧化鈦復(fù)合催化劑作為臭氧氧化過程中的催化劑，選擇單純臭氧工藝降解有機(jī)污染物的末端產(chǎn)物如小分子羧酸——草酸——作為目標(biāo)物，研究了兩種改性納米二氧化鈦的催化臭氧氧化效能。
　　實(shí)驗(yàn)中采用溶膠—凝膠法制備改性納米二氧化鈦催化劑。在一定摻雜比和一定燒結(jié)溫度下，分別利用五種過渡金屬離子（鈷、鐵、鎳、鋅及錳）進(jìn)行

3、納米二氧化鈦的改性，并通過考察其催化臭氧氧化草酸活性而篩選出摻雜錳離子(TiMnxOy)的和摻雜鈷離子(TiCoxOy)的兩種催化劑，證明錳和鈷的摻雜對(duì)納米二氧化鈦的催化臭氧氧化草酸效果提高很大。對(duì)篩選出的兩種最佳催化劑進(jìn)行制備條件的優(yōu)化及表征。由XRD分析發(fā)現(xiàn)：熱處理溫度及離子摻雜對(duì)二氧化鈦的晶型有很大的影響，隨著燒結(jié)溫度的升高，改性二氧化鈦逐漸由銳鈦礦向金紅石轉(zhuǎn)變；然而經(jīng)過錳離子和鈷離子摻雜改性后，二氧化鈦相變的溫度均上升，且銳鈦礦

4、比例相對(duì)于單純納米二氧化鈦占了更大的比例。從催化劑表面等電點(diǎn)來看，摻雜改性后，催化劑表面等電點(diǎn)均升高，堿性基團(tuán)增多，以摻鈷的改性二氧化鈦改變?cè)黾幼疃唷?br>　　對(duì)TiMnxOy及TiCoxOy催化臭氧氧化降解草酸的操作條件進(jìn)行了考察。研究結(jié)果表明，不同因素對(duì)催化臭氧氧化降解草酸反應(yīng)過程的影響不同。臭氧投加量的變化對(duì)草酸去除率的影響較少；草酸的初始濃度、催化劑投量、溶液溫度的變化和溶液初始pH值的變化對(duì)草酸降解效果的影響較大，其中尤其以