摘要:二氧化鈦納米管被用于光催化氧化水體中的百草枯,對光催化反應條件、常見Fe3+離子的干擾情況和百草枯光催化降解動力學規律進行了研究。結果表明,濃度為25 mg/L的百草枯溶液,在二氧化鈦納米管(TNT)1.0 g/L,H2O2 0.5 mL/50 mL,pH=5.0的最優光催化氧化條件下,經過30 min反應可以被100%從水體中去除,表現出非常高的光催化降解效率;動力學方程擬合表明,百草枯光催化氧化反應符合擬一級動力學規律,動力學方程為ln(C0/C)=1.0267t-0.1282,反應速率常數K為1.0267 h-1;雙氧水存在時常見的Fe3+能夠進一步提高百草枯光催化降解率;該光催化反應體系對低濃度百草枯廢水有很好的處理效果,預示著光催化氧化技術適合地表或地下水體中百草枯的去除。
農藥是農業生產必不可少的生產資料,但其利用率還很低、據美國康奈爾大學介紹,全世界每年使用的400余萬t農藥,發揮效能的僅1%,其余99%都散逸于土壤。空氣及水體之中、農藥進入水體后影響地表水和地下水的質量、不利于水生生物的生存甚至破壞水生生態系統的平衡,有時甚至造成極其危險的后果。
百草枯是一種聯吡啶類除草劑,作為世界銷量第二的農藥產品,被130多個國家應用在100多種作物上、其經皮膚、呼吸道及消化道吸收進入人體后引起中毒癥狀,中毒后病死率高達40%~50%進入土壤。水體后勢必對生態系統和人類健康帶來威脅。其污染的水體可生化性差,無法直接利用傳統的生物法進行處理,目前,報道的文獻多是采用物理吸附法或高級氧化技術。與物理吸附方法相比,高級氧化技術能夠徹底破壞百草枯分子,甚至完全礦化,二次污染少、現在用于百草枯的高級氧化技術主要有電化學氧化。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
Fenton及類Fenton試劑氧化和光催化氧化技術。有關納米二氧化鈦光催化氧化技術相對較少,其使用的催化劑以納米二氧化鈦顆粒為主,雖然處理效果較好,但從廢液中分離回收較困難、與零維(三維尺寸均為納米量級)的納米顆粒相比,一維(三維中兩維尺寸為納米量級)的二氧化鈦納米管具備新穎的化學結構和電子性質,作為非均相光催化劑具有獨特的優勢:一維的幾何結構能夠促進電子快速、遠距離的傳遞;管狀結構使TNT具備更大的比表面積和孔隙體積;高的長徑比可以顯著增強光的吸收和散射。這些特點使其具有更好的光催化活
性,在降解有機污染物研究中得到廣泛應用,如偶氮染料)和持久性有機污染物等。筆者采用水熱法自制二氧化鈦納米管(TNT),用其光催化降解百草枯模擬廢水,考察初始PH。催化劑用量等因素的影響,探索二氧化鈦納米管光催化降解百草枯廢水動力學機理。
1實驗部分
1.1實驗藥品及試劑
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