金屬修飾的TiO2共去除硝酸鹽和腐植酸的研究.pdf

1、光催化法還原硝酸鹽一般使用的是甲酸作為空穴清除劑，這就限制了光催化法在實際中的應(yīng)用。在天然水體中，腐植酸是難以生物降解的傳統(tǒng)有機(jī)物，也是安全飲用水需要優(yōu)先控制的污染物。隨著水源水中硝酸鹽濃度的升高，采用水源水中本來就存在的腐植酸代替常見的甲酸作為空穴清除劑，利用光催化法同時去除硝酸鹽和腐植酸成為一種值得研究的飲用水安全處理工藝。
　　本文利用光還原法制備了幾種金屬修飾的TiO2，金屬離子主要包括鋅(Zn)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、

2、銅(Cu)、銀(Ag)?？疾炝瞬煌?fù)載量的金屬/TiO2對硝態(tài)氮(NO3--N)和腐植酸(Humic acid)的去除效果，并篩選出效果較好的摻雜金屬種類及負(fù)載量;對于篩選出的金屬/TiO2采用XRD、XRF、SEM進(jìn)行表征，再探究這種金屬/TiO2對硝酸鹽和腐植酸共存水體中硝酸鹽和腐植酸的去除效果，并探究腐植酸濃度、pH值、催化劑投加量以及通入氣體等因素對二者去除效果的影響，實驗結(jié)果如下所述。
　　1、在光催化法單獨還原硝酸鹽的

3、實驗中，硝態(tài)氮初始濃度為100mg/L，催化劑用量為1g/L，甲酸用量為0.04mol/L，以125W紫外燈為光源，五種金屬中Ag/TiO2在150min內(nèi)去除率最高，而Ag/TiO2的三種Ag摻雜量中，摻Ag比為1wt％的TiO2對硝酸鹽的去除率和產(chǎn)物氮氣選擇性都最高，分別達(dá)到97.2％和75.8％。
　　2、在光催化法單獨降解腐植酸的實驗中，腐植酸初始濃度為10mg/L，催化劑用量為1g/L，以125W紫外燈為光源，在半小時的

4、的反應(yīng)過程后，除Cr/TiO2之外的四種金屬修飾TiO2對腐植酸的光降解率都高于80％。但是基于對硝態(tài)氮去除效果最好的金屬是摻雜比為1wt％的Ag/TiO2，考慮到對硝態(tài)氮和腐植酸都需要具有較好的去除效果，所以最終篩選出對硝酸鹽和腐植酸進(jìn)行共降解的催化劑是摻雜比為1wt％的Ag/TiO2。
　　3、通過SEM表征發(fā)現(xiàn)，Ag的摻雜并未改變TiO2晶型和粒徑，XRD表征結(jié)果表明Ag確實摻入TiO2中，同時通過XRF測試發(fā)現(xiàn)Ag的實際摻

5、雜比與理論摻雜比是相符的。
　　4、在共去除實驗中發(fā)現(xiàn)，硝酸鹽初始濃度為100mg/L，光源為125W紫外燈時，隨著腐植酸初始濃度的增大，硝酸鹽的去除率先增大后減小，腐植酸初始濃度的較優(yōu)值為60mg/L;隨著Ag/TiO2用量從0.5g/L增大到2.0g/L時，硝酸鹽的去除率先增大后減小，Ag/TiO2用量較優(yōu)值為1.0g/L;隨著pH值的增大，硝酸鹽去除率先增大后減小，pH較優(yōu)值為8;與通氮氣和空氣的條件相比，未通入氣體時，硝酸