納米多孔二氧化鈦微球光催化劑對染料污水的降解處理

劉秋紅,李凱靜,吳松浩,韓 冰,侯 鵬,董立峰,孫 瓊,2*

(1.青島科技大學 材料科學與工程學院,山東 青島266042;2.福州大學 能源與環境光催化國家重點實驗室,福建 福州350116)

活性艷紅染料X3B 是一種典型的偶氮類有機染料,在多種廢水處理方法的研究中被選做具有代表性的處理對象[1-3]。印染加工過程中的染料廢水排放,是工業廢水的主要污染源之一,具有色度深、堿性大、有機污染物含量高和水質變化大的特點[4],而傳統的物理、生化處理方法多有處理時間長,難以滿足排放要求等缺點[5]。1977年,FRANK和BARD利用二氧化鈦在紫外光照射下,降解水中的氰化物,使光催化技術用于污水處理成為可能[6],開辟了半導體光催化技術在降解污染廢水中的應用。光催化處理污染廢水有處理周期短、方法簡單易操作、不產生二次污染等優點[7],被廣泛應用于各種污染廢水降解的研究,并取得極大進展[8-9]。

二氧化鈦(TiO2)是當今研究最為普遍的一種半導體光催化劑,已被廣泛應用在污廢水處理、太陽能電池、催化材料、非線性光學材料等領域[10-12]。光催化降解染料污水過程中,有機物快速吸附于催化劑表面,而表面反應是光催化反應的速率決定步驟[3]。相對于普通粉末催化劑,多孔納米材料由于粒徑小、比表面積大等優點顯示了在光催化降解污廢水上的優勢[13-14]。LEE等[15]以四異丙醇鈦作為鈦源,通過受控的水解-水熱兩步法制出了納米多孔TiO2,得到了尺寸均勻、形貌單一的單分散球形多孔TiO2,隨后將其應用于染料敏化太陽能電池中,得到了7.43%的光電轉化效率。……