二氧化鈦光催化降解木質(zhì)素類模型物——紫丁香醇.pdf

1、造紙廢水尤其是造紙黑液是水污染的主要來源之一，木素具有在自然條件下不易降解和較低水的透明度兩大特點，使造紙廢水難于處理。TiO2光催化氧化技術(shù)具有高效、徹底、選擇性小等特點，在光催化過程中有機污染物會被氧化分解生成CO2、H2O、無機鹽等而礦化。
　　 本論文采用圓柱型光催化反應器，以紫外燈作光源，二氧化鈦作光催化劑，采用外循環(huán)冷卻的懸浮態(tài)多相光催化反應體系，對含有木素類模型物-紫丁香醇的有機廢水進行催化降解實驗研究。
　

2、　 在實驗室內(nèi)采用溶膠-凝膠法自制了超細二氧化鈦光催化劑，考察制備過程中的多個因素對二氧化鈦催化活性的影響，運用SEM、XRD、熱重分析等一些表征手段進行表征，實驗表明：最佳工藝條件為(試劑均為分析醇)，反應室溫25℃左右，鹽酸調(diào)節(jié)pH為2-3，V(鈦酸丁酯)：V(無水乙醇)：V(冰酯酸)：V(蒸餾水)=10mL：60mL：4mL：8mL。
　　 本論文主要選擇造紙廢水中木素類模型物-單一的化合物-紫丁香醇(SL)作為目標降解

3、物質(zhì)，討論光源、酸堿度、反應溶液初始濃度、催化劑用量、曝氣量等因素對紫丁香醇光催化降解速率的影響。
　　 對紫丁香醇在催化劑TiO2表面上的吸附行為進行研究。在吸附研究的基礎上研究紫丁香醇的光降解反應動力學特性。實驗表明，溶液中紫丁香醇在TiO2上的吸附60min內(nèi)可以達到平衡，通過Langmuir吸附定律可得紫丁香醇在TiO2表面上的吸附常數(shù)和最大吸附量，引入Langmuir-Hinshlwood反應動力學模型建立紫丁香醇的降

4、解動力學方程。在一定降解條件下，對紫丁香醇木質(zhì)素(SL)光催化降解的動力學和機理進行了研究。實驗結(jié)果表明，SL的光催化降解過程包括吸附和降解兩個過程，SL在TiO2光催化劑表面上的吸附常數(shù)Ka=2.754×10-2，最大吸附量Qmax=11.468 mg.g-1，運用L-H方程討論了SL的降解動力學，并得到反應動力學方程1/r=3.675/C+0.1012。
　　 對紫丁香醇單因素降解實驗結(jié)果表明，暗反應60 min后，溶液中紫

5、丁香醇在TiO2催化劑表面可以達到吸附解吸平衡，TiO2表面飽和吸附量為起始濃度的16.3％；根據(jù)降解吸光度曲線，當TiO2用量為0.4g.L-1、pH值為3、連續(xù)曝氣和攪拌條件下，經(jīng)一定光強紫外光照射12h，初始濃度為40.5 mg.L-1的溶液去除率達到5296，繼續(xù)光照4h，最終可以完全礦化；根據(jù)ABS降解圖譜和特征功能團顯色實驗，可以初步推斷：紫丁香醇結(jié)構(gòu)中部分雙甲氧基在光照的條件下，與苯環(huán)發(fā)生了斷裂，生成了具有單甲氧基結(jié)構(gòu)的中