处理技术
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光催化解甲基降橙溶的液究
!研 州扬摘
汪 霄
李慧敏
易
强
：要 以制自!" #$高压 灯汞为源的敞口固定床光型催化光应器（反 简光反称应）器 甲基橙溶对进液行催
光
降化试解。催化剂用验量 %&"() *’+。 考曝察气量 循环流速、 双、水氧加量入、 初 始- ,对值应的影反响得到。佳条 最件 循环：流速 .!.(. + *(/10氧双水入量 加&!((24 * +1,3 - ’值’， ".() &*+ 甲 基橙水溶液降反解速率常应数 "为&"562。!关 键词：7/ "8玻 璃维纤 光催布化 基甲橙机厂
） 贮液瓶； "为 细口瓶+。
用
统传方处法理料染水废有时形会成苯、苯 胺 等“ 三致 物 ” 9!质:光。化催氧化能将法许生多难降物解污染的分解为二物化氧碳 水和无、物， 因机此是一个值深得入研的究领域 。甲 基 橙是较 难 降 解 的 有 色化 合物 9 :1 是 "酸性 和碱性 条 下件 的偶氮和醌结式式构料化合染的物主体构。结本 究以研甲橙基溶 的光液化催解作分为型模应，反探讨 气曝泵流量 、循环流量、催化 剂 上面厚度、液,- 值 -"8、 "等素因甲基橙光对催脱色降解效化的果 响， 影并通过应终产物的离反子色分谱证析甲实基橙光催化降的 解程度。实
验
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%实方验 在上法反应述器进行中光催降化解用 ".() + *甲橙溶液基 "+，
试
。 验间隔 .("/ 取0样 ， 采 用N"" 型可 见分光 光 度 计 ，在波 长
#!#0
(下定吸测光度根据。反物应度与浓速度一的级动学力系关
应反某时一的刻溶 式： 640
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!催化剂 取 光 锐钛矿 型 纳 米 /8"7粉 与 末某 化种学 粘 接 剂 加 热 拌搅混
合 将，玻 璃 维纤布 浸 渍 其 中 ， 出 置 于取烘 箱 中于!". 干; 燥得负载7/ 8" 光催剂化玻的璃纤 维布 @?。 用 描扫! ".(/0， 荷兰 E5 4/,F）/ 7对8/6=>? " 行进 形 貌分 电子 显 镜微（ +6A%.CBD， 析粒颗，粒 径 在".G%.#0. 之 ( 间 采 。用A 射 线衍射 仪（ H * DIJ 6日本 学 理分 析）， 亦有少金量红型。 石KL ，78" / 要主为 锐钛 矿 型，
’&’. ，双氧
水量含 !为2&(3( * +4。将曝泵流气量别分设
为：. 、. "&、 .& #、 &! #、 "&#+ (/0* 。循
环 流量 试 验 根 T 曝据气 量 试验 的结 果 ， 在 后以的光降试解 中停用验气泵曝， 定 固,- 为 值’&.’， 双氧 水 含量 为! 2((&43 *+ 。循将环流泵分别设速：为’ .. 、 N. .、! ...、 !.. 、% Q.!(.+* /0 。 根据(环循量流验试的果结循环泵设为将最 -8" 加入量"试：验 佳流量 .!.(.+ * (0 /，以 后 试 验 均 采用 此 流 ， 固 定量 - , 为值将双氧水含量 分别为设： &’’. .，、. !& 、&. 、 .%N 、 !&& !、! #& !&2、((34 * 。+气 泵量分流别设为：. 、.&"、 .&# 、 !&# 、"#+&* ( /0。拟合得 性线方。程固 定 双 氧 含水量 为 !#&((34 * + ，将 ,- 值 分别 - 条, 件试验 ： 设为：%& .、 ’&’、 #R& 、 N& 、" R& Q、 2’& 。降 解后甲前基溶液中橙离阴子浓变化度验试：为了考 察基甲 溶橙光液解进行降程度的 用 ，AH6!.7 .子色谱离上海天美仪（ 公司器对）甲基橙溶光液降前后解阴离子量含进行 分析 ，-"8" 含 反应时间量为 &!# 。5 !&((#3 4*+ 1, - 值’& ’，催 化剂 上液 面厚 试 度验 调： 整液 厚面 分度 为 别"(O、 !G" 反 时间应!& # 。5 ((， "-" 8量 含&!#((4 3* 1+,- 值 ’& ，’
78/6">? =氢经酸消氟后化， M用E ?光谱仪试测出中的 其/7" 8含量
为 N# !) * O(" 在， 光催 化 反 应 中 使 用的玻 璃纤 维布尺 寸 为： 实际参与 化催反应 7的8/ "量为’Q R(&) "!。&P.2&N"(， 7O8/ 与"与 反参 应溶液 积体
"
"器 光催化应反 器 图见 。!图 中，高!汞压为灯 催光反应
化>S!>"#高 压 汞
灯（!"# $，
图!"实验装 置意
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上海亚 ，明灯
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!实验
结果讨论与 气曝流泵试量验 实验果表结明曝泵流气量对实本的反验应率速响不影大。
泡 为 厂 有限 司公）； 反 应 池 为 浅 池 反式 应器（ 自 制，" &!#%P&". P 取样 泵为 UB? 多功 能 流 采 量样器（ 海 洋 市 环 境监 测 !.仪&.(）O； 器研究所）； 循泵为 环7..6QV.. D动蠕（泵定保兰恒流泵格限 有司）； 曝公泵为气S6.&. # * N全型油空无气缩机压（北 京小 型 压缩
了精确
制液控面度高 使实，装验置的溢流管溢较畅流， 以后的在实 中停验曝气用。泵
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环境导
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处理技术
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!循
环流量试 循验环速流是个直接一影反应器利用效率响重的要参数。 实
官验能的团氧化分解可以与间接明甲基证确实被橙催化降 光解了 催化。剂液面上度厚试 降验反应解行 -进 5后 ，眼肉几看不乎出溶 面厚度为液!>( ， 时反进应行得十 液颜色分变的，化而当 液厚度面调到 整&!((%时 ， 速迅 因。为基橙溶液在紫外甲区有吸收。所以 催剂化上溶液厚度的 说
明
对反应影有响。应后 反7$:( , 、:!,($ 的吸收处峰为大低降 ，基橙的甲氮偶结构受破坏。到 （低 压汞 灯 的 主 要波 长）吸 收 比 另外， 甲 基橙 溶 在 !液7,9 (（高 汞 灯 的 压 主要 长波 ） 要 ，强这 指明了也在往以悬浮 在 ’9,( -应体系反的实验用低中压汞光降解甲基灯橙液溶果不效的原佳因 。悬在体浮系中光降解基橙甲溶液文的献多大使高压汞灯用 ，而且液受溶到的可光见度比低照压灯强。 本实汞体验可以系整液调高面， 避免度甲了橙基液紫外溶吸 造成收的利影不响 更重，的是要 甲，基橙分子吸收可见后光，会产生 电跃迁生成子激发线态单三线态，和 而后， 激被发甲基橙分子 作为的子电授体 ?+/! 粒 子 的 导向 带注 入 一 个 子 电 甲， 基 橙 分 子 生自・由 基 ， 继 而成正 基羰由自基， 在空 或氧气气存在下， 的生成 / 生! 成./ /，这些・高性活自的由基将 甲基 橙 化氧 。液 面 厚 小度，
果结明表 ，流速 #$$在%&’$() * $+, ( 围范内 变的 化 对 应反速 率影 反应速率高最。 不响大。速为 &流$$()$ *(+,时
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!/.!加入量 试
能 从图验 可见，!氧水含量双在$ &%0"((1 *2) 围范内加增，
时
显地明加反应快速，度 且随双并水氧的添加线量增长。从性光催 机化理方面析， 分!/!. 在光化中催所作起用，能一方面增加了是・ 自由 基 度浓 ，另 一方可面为作子电的除剂，消 有抑效催制 /化 .提光催高 化 剂表面 光 电 生子（34） 和 光 生空穴（ 65的 简） 复单合 降解反应，率速
。
!7 8."条 试验件
反应度随 8.速 图 从- 见， 可. 8值 -"$在%0" 7围范内加增时 值增加而，低， 并降在 且8.值 "9:%"’ :之间形一成平个。因台当为 反应中 液6.浓增度大时 ，利于 有.!!、 ・ //. 形成。 的可以察反观另 外 在，8. 值 9": %":’之间 反应 速 率 变化 不 大 ， 应后甲基橙前 溶液 的 8. 值 变化： 溶 液反 应前8 .值 为 77%""70 ， 酸硝碳和酸， 反应均变为 后"77 左右因为甲。橙光基解成硫生酸 、应前反 8 .值9":%:"’ 之间 溶的液更容受易影响了溶 的 8液 值.。 反生成的应影响酸可，在反应能始开久 不8.值 变就到7 7 "右 左。这了就造成了样在8. 值9 "%::’"之间 应速率反降化不。大
?+/!
正 处 甲 于 基橙 激发 态 分 子浓度 最 的 高 区域 ， 所 反 应 速以 度
。这是悬快体系浮法无到的做 。需要说还明 的 是 ，负 纳 载 米粉 ?+/! 璃玻 纤维 布 是 透 的 水网 状料材， 在应体反中对溶液的系流、 扩散动的滞影响很阻小 调整 。面液度高对光降解应反其他因素影的较小。响 结论
"!9!4
7
降前解后甲基橙液中阴溶子浓度变离化验 为了了解试
甲基橙解的降果，效我们用了离采色谱子法测
试
;/
4
-橙
的子结构中分有含
74 -
-
制
备负了纳载 ?米+/! 玻粉璃纤布维作光为化催， 剂?+!/ 参 与此如低的化催剂处理量比与 与反溶应液体的比积为 值!"7-@(* ) ， 有值业工应前景。用 实本装置，验 曝泵流气对光催化降解量应速率反影响大不。对于 本验实装置， 佳循环最量为 &流$$()$ * +( , 。本在试验条件范围， 内甲橙水基液溶解反降应速率双氧随 水含量加而增加。 增在试本条验 件范 围 内 甲 ，基 水橙 溶 降液解 反 应速 率 随 .8值 降低而 加。 增反应行得进快很。当调 整面厚度到 液%!&(( 时 ，对光催降化前解后基甲溶液橙阴中离子行进离色子分谱析 ，现发反后溶液中应酸硝根、硫酸 有明显增加根 说，明甲基橙被深度 氧。 参化文献考
氮结偶中的氮元构
图
!
.!! 加入/与量反速率应的系
关
素则难以速转迅化 为两类离这子，而很 有可 以 能的形 式 从化物基合本结构中损 。 失其过可以程 解为： 偶氮释结构 往是往该合化的发 物基光， 易团吸于紫
收" 蒋&伟川A 王 全琪 A 俞明传 "半导光体化催学降化解分染散的料研究
上"海境科环， &0学9 ，0&7 （ 9） B%&$
图-:
8. 与应速反的关率系
外光
首而先产生 子跃电， 迁生成发态激
!
王怡中"A 符 A雁汤 霄鸿" 甲基溶橙液多相催光化解研降 究 环"科
境学 &，00 ， &（ :0）B &7 %者简介作：汪 ，霄硕 ，士工程师 ，在扬 州市环境测中心站监作。工
境导报环! $・ 0
$电， 子从而化分子的局活部结，构 使并与偶之氮连相的原子变碳 得不稳定， 进促进 而
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磺由基酸转变来。而
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