海洋貝類-珊瑚類負(fù)載光催化劑降解海面油污的研究.pdf

1、近年來(lái)，由于油田泄漏、輪船排污等原因，海洋油污污染問(wèn)題不斷加劇，嚴(yán)重?fù)p害了海洋的生態(tài)平衡，不僅造成海洋生物大量死亡，而且還威脅到人類的身體健康。因此，海洋石油污染的防治已成為當(dāng)前社會(huì)各界重點(diǎn)關(guān)注和迫切解決的問(wèn)題之一。TiO2光催化技術(shù)是一種新興的環(huán)境治理技術(shù)，具有穩(wěn)定性好、活性高、無(wú)毒等一系列的優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)處理海面無(wú)回收價(jià)值的漂浮油污。
　　本文采用鈦酸四丁酯作為鈦源，利用溶膠-凝膠法制備了TiO2催化劑前驅(qū)體，又運(yùn)用浸漬焙燒的

2、方法成功地將催化劑薄膜負(fù)載到海洋貝類和珊瑚類等載體上，以石油作為降解對(duì)象，進(jìn)行了一系列的研究分析。
　　首先以海洋貝類作為載體，分別負(fù)載了Fe3+-TiO2和Ce3+-TiO2兩種類型的光催化劑，考察了金屬離子摻雜量、催化劑焙燒溫度、水質(zhì)等因素對(duì)石油降解率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)摻鐵量為0.7％，焙燒溫度為450℃時(shí)Fe3+-TiO2催化劑具有最佳催化活性，在可見光下照射16h后對(duì)初始濃度為50mg/L的石油降解率可達(dá)61%；當(dāng)摻

3、鈰量為1.3%，焙燒溫度為450℃時(shí)Ce3+-TiO2催化劑具有最佳催化活性，在可見光下照射16h后對(duì)石油的降解率可達(dá)65%；光催化劑在蒸餾水環(huán)境中對(duì)石油的降解效果要比在海水環(huán)境中好。
　　利用珊瑚載體負(fù)載Fe3+-TiO2光催化劑進(jìn)行了初步的實(shí)用性模擬，考察了光照、水溫等因素對(duì)反應(yīng)的影響，并進(jìn)行了宏觀的動(dòng)力學(xué)分析，研究表明：自然光照射8h后石油降解率可達(dá)56%，而在自制太陽(yáng)能燈的照射下8h后石油降解率僅為30%；隨著水溫的升高，

4、催化效率隨之提高，當(dāng)水溫為10℃時(shí)，自然光照8h后石油降解率為50%，當(dāng)水溫為30℃時(shí)，降解率達(dá)到60%；石油的光催化降解反應(yīng)可以分為兩個(gè)階段，第二階段符合一級(jí)反應(yīng)的特征，通過(guò)阿倫尼烏斯方程求得反應(yīng)的活化能Ea為26.79 kJ/mol。
　　在海邊進(jìn)行了實(shí)地考察，分別利用珊瑚載體和貝殼載體負(fù)載Fe3+-TiO2光催化劑并放入到真實(shí)海水環(huán)境中測(cè)定了對(duì)石油的降解率，結(jié)果表明：利用珊瑚載體負(fù)載 Fe3+-TiO2催化劑，自然光照8h后