（环境工程专业论文）氨氮废水的光电化学去除研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文研究了水中氨氮的光电催化降解和氨的光电化学合成 采用溶胶一凝胶法制备 了t i 0 2 薄膜电极 通过掺杂各种金属离子t i 0 2 薄膜电极进行了改性 在各种条件下利 用改性光催化电极对模拟氨氮废水进行降解实验 找出最佳改性法案和最佳的降解反应 条件 及最佳降解效率 本论文还对n h 4 c l 溶液中光催化固氮合成氨体系进行了初步研 究 反应产物的离子色谱分析表明 在光电催化条件下 溶液中的氨氮浓度显著增大 研究了溶液p h 初始n h 3 n 浓度 光照时间 气体环境 极化电压等因素对氨的光电 化学合成的影响 在z n o t i 0 2 上 极化电压为o 1 v 的条件下 氨氮浓度增大可达1 6 7 关键词 光催化降解氨氮体系 改性光催化电极 光电催化固氮 a b s t r a c t t h ep h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sd e g r a d a t i o no fa m m o n i an i t r o g e ni nw a t e ra n dt h e p h o t o e l e c t r i cs y n t h e s i so fa m m o n i aa r es t u d i e di nt h i sr e s e a r c h t h et i 0 2t h i nf i l me l e c t r o d e i sm a d eb ys o l g e l a t i nm e t h o da n di ti sm o d i f i e db yd o p i n gd i f f e r e n tk i n d so fm e t a li o n s t h e d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t so fs i m u l a t e da m m o n i an i t r o g e nw a s t e w a t e ru n d e re v e r yk i n do f r e a c t i o nc o n d i t i o na r ec a r r i e do n u s i n gt h em o d i f i e dp h o t o c h e m i c a lc a t a l y s i se l e c t r o d e s t o f i n do u tt h eo p t i m u mm o d i f i c a t i o nm e t h o d t h eo p t i m u md e g r a d a t i o nr e a c t i o nc o n d i t i o n a n d t h eo p t i m u md e g r a d a t i o n e f f i c i e n c y a n dt h es y s t e mo fp h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sn i t r o g e n f i x a t i o nt os y n t h e s i z ea m m o n i ai sa l s op r e l i m i n a r i l ys t u d i e da n dc e r t a i np r o g r e s si sm a d e i ti s i n d i c a t e df r o mt h er e s u l t a n t si o nc h r o m a t o g r a ma n a l y s i st h a tu n d e rt h ep h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i s c o n d i t i o n a m m o n i an i t r o g e nc o n c e n t r a t i o ni nt h es o l u t i o no b v i o u s l yi n c r e a s e s t h ei n f l u e n c e o ft h es o l u t i o n sp h i n i t i a ln h 3 一nc o n c e n t r a t i o n i l l u m i n a t i o nt i m e g a se n v i r o n m e n ta n d p o l a r i z i n gv o l t a g e t ot h ea m m o n i ap h o t o e l e c t r i cc h e m i c a ls y n t h e s i si ss t u d i e d o nt h e z n o t i 0 2 w h e nt h ep o l a r i z i n gv o l t a g ei su n d e rt h eo 1vc o n d i t i o n t h ea m m o n i an i t r o g e n c o n c e n t r a t i o ni n e r e a s em a yr e a c h16 7 t a n gg u o r u i e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g d i r e c t e db yp r o f z h a n gs h e n g h a n k e y w o r d s p h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sd e g r a d a t i o na m m o n i an i t r o g e ns y s t e m m o d i f i e d p h o t o e l e c t r o c h e m i c a lc a t a l y s i se l e c t r o d e s p h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sn i t r o g e nf i x a t i o n 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文研究了水中氨氮的光电催化降解和氨的光电化学合成 采用溶胶一凝胶法制备 了t i 0 2 薄膜电极 通过掺杂各种金属离子t i 0 2 薄膜电极进行了改性 在各种条件下利 用改性光催化电极对模拟氨氮废水进行降解实验 找出最佳改性法案和最佳的降解反应 条件 及最佳降解效率 本论文还对n h 4 c l 溶液中光催化固氮合成氨体系进行了初步研 究 反应产物的离子色谱分析表明 在光电催化条件下 溶液中的氨氮浓度显著增大 研究了溶液p h 初始n h 3 n 浓度 光照时间 气体环境 极化电压等因素对氨的光电 化学合成的影响 在z n o t i 0 2 上 极化电压为o 1 v 的条件下 氨氮浓度增大可达1 6 7 关键词 光催化降解氨氮体系 改性光催化电极 光电催化固氮 a b s t r a c t t h ep h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sd e g r a d a t i o no fa m m o n i an i t r o g e ni nw a t e ra n dt h e p h o t o e l e c t r i cs y n t h e s i so fa m m o n i aa r es t u d i e di nt h i sr e s e a r c h t h et i 0 2t h i nf i l me l e c t r o d e i sm a d eb ys o l g e l a t i nm e t h o da n di ti sm o d i f i e db yd o p i n gd i f f e r e n tk i n d so fm e t a li o n s t h e d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t so fs i m u l a t e da m m o n i an i t r o g e nw a s t e w a t e ru n d e re v e r yk i n do f r e a c t i o nc o n d i t i o na r ec a r r i e do n u s i n gt h em o d i f i e dp h o t o c h e m i c a lc a t a l y s i se l e c t r o d e s t o f i n do u tt h eo p t i m u mm o d i f i c a t i o nm e t h o d t h eo p t i m u md e g r a d a t i o nr e a c t i o nc o n d i t i o n a n d t h eo p t i m u md e g r a d a t i o n e f f i c i e n c y a n dt h es y s t e mo fp h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sn i t r o g e n f i x a t i o nt os y n t h e s i z ea m m o n i ai sa l s op r e l i m i n a r i l ys t u d i e da n dc e r t a i np r o g r e s si sm a d e i ti s i n d i c a t e df r o mt h er e s u l t a n t si o nc h r o m a t o g r a ma n a l y s i st h a tu n d e rt h ep h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i s c o n d i t i o n a m m o n i an i t r o g e nc o n c e n t r a t i o ni nt h es o l u t i o no b v i o u s l yi n c r e a s e s t h ei n f l u e n c e o ft h es o l u t i o n sp h i n i t i a ln h 3 一nc o n c e n t r a t i o n i l l u m i n a t i o nt i m e g a se n v i r o n m e n ta n d p o l a r i z i n gv o l t a g e t ot h ea m m o n i ap h o t o e l e c t r i cc h e m i c a ls y n t h e s i si ss t u d i e d o nt h e z n o t i 0 2 w h e nt h ep o l a r i z i n gv o l t a g ei su n d e rt h eo 1vc o n d i t i o n t h ea m m o n i an i t r o g e n c o n c e n t r a t i o ni n e r e a s em a yr e a c h16 7 t a n gg u o r u i e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g d i r e c t e db yp r o f z h a n gs h e n g h a n k e y w o r d s p h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sd e g r a d a t i o na m m o n i an i t r o g e ns y s t e m m o d i f i e d p h o t o e l e c t r o c h e m i c a lc a t a l y s i se l e c t r o d e s p h o t o e l e c t r i cc a t a l y s i sn i t r o g e nf i x a t i o n p 士 i明明 本人郑重声明 此处所提交的硕士学位论文 氨氮废水的光电化学去除研究 是 本人在华北电力大学攻读硕士学位期间 在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 果 据本人所知 除了文中特别加以标注和致谢之处外 论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果 也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料 与我 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意 学位论文作者签名 期 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保管 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件 学校可以采用影印 缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文 学校可允许学位论文被查阅或借阅 学校可以学术交流为 目的 复制赠送和交换学位论文 同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表 传播学 位论文的全部或部分内容 涉密的学位论文在解密后遵守此规定 作者签名 日期 导师签名 日期 华北电力人学硕十学位论文 1 1 水中污染物与氨氮废水 1 1 1 水中污染物的危害 第一章引言 我国水资源总量为2 8 0 0 亿立方米 居世界第六位 但因人口众多 水资源十 分有限 由于水是自然环境中化学物质迁移 循环的重要介质 人类生活产生的污 染物很大部分以水溶液的形式排放 所以各种有害物质极易进入水体 加上许多地 方在发展经济的过程中 受利益的驱动 往往漠视生态环境的保护 导致未经处理 的各类污水直接大量排放 使江河湖库及地下水资源遭到严重污染 而水环境一旦 遭到污染 则必将对人体健康产生严重危害 水是生命之源 洁净而优良的水质是人类健康的保障 但是 由于水污染而对 人体健康造成直接或间接危害的历史却由来己久 十九世纪以前 水主要受到病原 微生物的污染而引起霍乱 伤寒 脊髓灰质炎 甲型病毒性肝炎等传染病的爆发流 行 到了二十世纪中叶 随着工业发展 水体受到重金属废水的污染而引起的水俣 病 1 9 5 3 日本水俣 和痛痛病 1 9 3 l 1 9 7 3 日本富山 两大公害病震惊了世界 而近 三十年以来 随着饮用水消毒技术的发展和成熟 病原微生物对水体造成的污染己 基本得到根除 水体重金属污染的防治和治理技术也日趋完善 但与此同时 水体 中无机物污染成为了世界各国科学界和政府关注的新热点 1 1 2 氨氮废水的概况 我国虽然从人均占有水量上来说是个轻度缺水国家 i j 但是但由于近年来我国 工业废水及城市污水的大量排放 已造成水质性缺水 目前6 0 7 0 的城市不同程 度缺水或面临缺水危机 2 1 而火力发电厂却需要大量用水 l 台l0 0 0 m w 机组 即使 采用二次循环供水方式 耗水量也达1 5 2 o m 3 s 相当于1 个有2 0 多万人口的中等城 市的供水量 火电厂用水的5 0 8 0 为冷却水 因此将城市污水再用于火电厂循环 冷却水 既减轻了污染 又缓解了供需矛盾 国内从2 0 世纪9 0 年代就已经开始了城 市污水回用于火力发电厂循环冷却水系统的研究 并成功应用于华能北京热电厂 目f j i 已有多家新建火力发电厂设计采用城市污水回用于火力发电厂循环冷却水系 统 如张掖电厂 酒泉电厂等 最初对城市污水回用于循环冷却水的研究都认为氨 氮不会产生很大问题 这种观点认为氨氮在冷却塔中发生了硝化作用 被解吸和降 解 在循环水中不会发生积累 有的甚至消失 而氨的硝化产生硝酸 降低了碱度 同时也能缓解磷酸钙垢的沉积 3 1 但实际运行中却发现氨氮对循环冷却水系统的运 华北电力人学硕十学位论文 行是有较大危害的 1 1 2 1 水中的氨氮对循环冷却水系统运行的危害 1 对系统管材及凝汽器铜管的腐蚀 1 氨对循坏冷却水系统的微生物繁殖的促进作用使系统中微生物的量大幅增 加 微生物产生的黏泥和腐蚀产物覆盖在换热器的表面会降低冷却水的冷却效果 堵塞换热器中冷却水的通道 阻止缓蚀剂和阻垢剂到达金属表面发挥其缓蚀和阻垢 作用 形成浓差腐蚀电池而引起金属设备的腐蚀 4 1 2 氨氮在循环冷却水系统发生硝化反应产生的大量酸造成系统p h f 降 对系统 管材 主要是铜管和碳钢管造成酸性腐蚀 另外也会造成冷却塔水泥构筑物酸性腐 蚀 使其产生砂化现象 3 对凝汽器铜管的腐蚀 凝汽器材质为铜而循环冷却水中含有较高含量的氨 时 会发生氨的电化学腐蚀 阳极过程是铜在氨性环境中的氧化 c u 4 n h 3 专 c u n h 3 4 抖 2 e 1 1 阴极过程则是溶解氧的还原 1 2 0 2 h 2 0 2 e 专2 0 h 一 1 2 当水中的氨质量浓度较d 1 2 m g l 以下 时 氨与铜生成铜氨络离子的倾向较 小 因而不会产生氨腐蚀 但当氨质量浓度大于6m g l 时铜管会有明显的腐蚀 5 1 而城市污水中的氨离子含量普遍较高 二级处理出水的标准要求氨氮 9 9 9 9 9 高纯氩气 纯度 9 9 9 9 9 4 4 结果与讨论 4 4 1p h 值对氨氮反应的影响 从3 2 中p h 值对氨氮反应的影响中可以看出 在酸性条件下 随着光照时间 的延长 氨氮的浓度增加 这可能是因为t i 0 2 催化剂表面电荷受p h 值影响很大 酸性条件下催化剂表面带正电荷 4 5 1 而氨氮多以n h 4 形式存在 不利于其在催化 剂表面的吸附 在通入空气的条件下 空气中的n 2 可能在催化剂表面发生吸附还原 反应n 2 8 h 6 卜2 n h 4 4 6 从而溶液中氨氮含量增加 相反 在碱性条件下 二 氧化钛催化剂表面显负电性 有利于形成羟基自由基氧化氨氮 同时也有利于对氨 氮直接氧化 在3 2 中 f e 3 t i 0 2 光催化剂在p h 3 时 氨氮增加率最高 如图4 1 所以下 面就讨论f e 3 t i 0 2 光催化剂在酸性条件下 p h 3 不同反应条件对t i 0 2 光催化固定 氮气合成氨的影响 6 0 5 5 5 0 v i 曹4 5 龚4 0 3 5 3 0 2 5 06 0 1 2 0 1 8 0 时间 m i n 窟一p h 3 l 图4 1 不同p h 值对f e 3 t i 0 2 光催化氨氮反应的影响 从图4 1 可以看出 f e 3 t i 0 2 光催化剂在p h 3 时 氨氮的合成效率先升高后 有所降低 最高合成效率为 4 4 2 不同载气对t i 0 光催化氨氮反应的影响 4 4 2 1 氨氦溶液中不同载气对t 0 光催化反应的影晌 p h 3 酸性氨氮溶液中 氨氮初始浓度c 5 0 m g l 左右 分别在通入空气 氩气 3 2 华北电力人学硕十学位论文 氮气和不通气的环境下进行t i 0 2 光催化氨氮反应对比实验 光照前将各气体通入反 应溶液一小时 使各气体在溶液中达到饱和 结果如图4 2 从图中可以看出 通入 氩气和不通气的情况下 随时间增加氨氮的浓度略有降低 因为在通入氩气或不通 气体的情况下 由于没有n 2 进入溶液 t i 0 2 催化剂以氧化微量氨氮反应为主 在通 入空气 氮气的情况下 前1 2 0 m i n 随着光照时问延长氨氮的浓度增加 再随时问的 延长 氨氮浓度都有不同程度的下降 且氨氮增加效果是空气 氮气 这可能是空 气中氧 b 0 g v 越 袋 06 01 2 01 8 02 4 0 时间 r a i n 图4 2 氨氮溶液中不同载气对光催化反应的影响 4 4 2 2 空白溶液中不同载气对光催化反应的影响 在酸性空白溶液中 氨氮浓度o 0 0 m g l 分别在通入空气 氩气 氮气和通入 空气暗态的环境下进行t i 0 2 光催化反应对比实验 结果如图4 3 4 3 5 3 一 2 5 舅2 篓l s 1 0 5 o o 5 01 0 01 5 0 2 0 0 时间 m i n 图4 3 空白溶液中不同载气对光催化反应的影响 从图中可以看出 在空气和氮气环境中 随着时问的增加氨氮浓度增加比较明 显 且通入空气比通入氮气氨氮浓度增加效果好 原因可能是空气中的氧气参与了 华北电力人学硕十学位论文 反应 起到了一定的作用 在通入空气暗态情况下 空白液中几乎没有氨生成 这 说明在通入的空气中没有氨进入溶液 同时也说明光照时氨氮的增加并非来自t i 0 2 膜本身 在通入氩气条件下 有微量氨氮生成 这可能是溶液中微量n 0 3 被还原为 氨的结果 综合以上情况 可以确定在通入空气条件下 t i 0 2 光催化固氮的效果比较好 4 4 3 浓度变化对t i 0 光催化氨氮反应的影响 图4 4 为酸性溶液通入空气条件下 不同氨氮初始浓度对光催化氨氮反应的影 响 从图中可以看出 除空白液外 c n h 3 n o o o m g 1 其余溶液前1 2 0 m i n 随时间延长 氨氮浓度增加 过1 2 0 m i n 后氨氮浓度不再增加 反而下降 其中高初始浓度下 c n m n 5 0 6 m g 1 氨氮增加量相对较多 最高可达6 3 m g 1 空白液中随着光照时间的增加 氨氮浓度一直在增加 但增加量相对较小 光照1 8 0 m i n 增加3 4 m g l b o 吕 v 趟 蛏 7 6 l o 初始浓度5 0 6 m g 1 初始浓度3 0 4 m g 1 十初始浓度1 3 7 m g 1 卜初始浓度0 0 0 m g 1 o6 01 2 01 8 02 4 0 时间 m i n 图4 4 不同初始浓度氨氮增加量随时间变化图 4 4 4 阳极偏压对t i 0 光催化氨氮反应的影响 本实验以空气为载气 氨氮初始浓度5 0 6 m g l 采用覆z n o t i 0 2 薄膜的钛板为 光阳极 铂电极为辅助电极 饱和甘汞电极为参比电极的三电极系统 使用电化学 测试系统 p a r s t a t 2 2 7 3 进行z n o t i 0 2 光电催化氨氮反应 结果如图4 5 从图中 可以看出 z n o t i 0 2 光电催化效果要大于其光催化效果 在施加偏压o 1 v 的情况 下 6 0 m i n 时氨氮增加量达到最大值8 4 m g l 这可能是因为 由于t i 0 2 导带电子与 价带空穴相伴而生 在施加偏压的情况下 外加电压 电流 迫使光致电子向对电极 方向移动 电子就可能与光致空穴发生分离 减少或避免了发生简单复合的机会 使t i 0 2 光催化效率大大提高 但在施加偏压0 1 v 6 0 m i n 后氨氮浓度又逐渐下降 这 与前面的反应现象一致 华北电力人学硕十学位论文 5 9 5 8 5 7 7 4 5 6 奢5 5 v 蜊5 4 袅5 3 5 2 5 1 5 0 06 0 4 4 5 实验结果分析 1 2 01 8 02 4 0 时间 m i n 图4 5 阳极偏压对光催化氨氮反应的影响 4 4 5 1 反应产物分析 采用7 9 2 型离子色谱对原液 p h 3 c n m n 5 0 6 m g 1 通入空气反应1 8 0 m i n 后 的溶液 不通气反应1 8 0 m i n 后的溶液和通入空气偏压o 1 v 反应6 0 m i n 后的溶液进 行反应产物分析 结果如表4 1 从表中可以看出 在不通气体条件下 n h 3 n 浓 度没有增加 有小幅度较少 在通入空气条件下n h 3 n 浓度增加 同时反应原液中 含有n 0 3 没有n 0 2 反应产物中同样不含n 0 2 而n 0 3 的含量减少 这说明有 可能n 0 3 n 被还原成n 2 或n h 3 同时也验证了在此酸性溶液中通入空气条件下主 要发生了还原反应 但是 n 0 3 n 浓度减少量远远小于n h 3 n 浓度增加量 这说明 n h 3 n 增加量绝大部分是来自于空气中的氮气的还原 证明酸性条件下t i 0 2 可以使 空气中的氮气转化成氨 表4 1 不同条件下反应溶液的产物分析 表示浓度减少 表示浓度增加 3 5 o 1 一 m m 一 压厘 偏偏一 三 华北电力人 学硕 学位论文 4 4 5 2 随时间延长反应溶液p h 变化 随着反应时问的延长 反应溶液p h 值变化很明显 如图4 6 在通入空气条件 下 反应液的p h 值迅速增加 在反应l2 0 m i n 后溶液已由酸性变成碱性 p h 值由3 升高到7 6 7 在碱性溶液中t i 0 2 主要以氧化氨氮反应为主 这就说明了在前述反 应中 超过1 2 0 m i n 后氨氮浓度降低的原因 暗态时通入空气p h 值略有增加 这可 能是空气中杂质与h 发生了反应 光照时通入氮气p h 变化没有通入空气p h 值变 化明显 通入氮气1 8 0 r a i n 时p h 值为5 1 7 这也验证了通入空气氨氮增加量大于通 入氮气氨氮增加量的实验结果 通入氮气暗态时p h 值几乎没变 说明氮气中无其 它杂质参与了溶液反应 在通入氩气情况下 无论是光照还是暗态p h 值都明显增 加 但是在氩气环境中氨氮浓度并未增加 这可能是因为氩气含有其它碱性气体或 其它杂质 但是总体溶液中p h 值增加导致的h 减少量要大于用于合成n h 3 的h 量 这 可能是反应液中h 被还原成h 2 的原因 8厂 0 4 5 本章小结 c 0 0 0 m g 1 氩气暗态 c 0 0 0 m g l 氮气暗态 c 3 0 4 m g 1 空气暗态 卜c 0 0 0 r a g 1 氩气 卅卜0 0 0 m g 1 氮气 3 0 4 m g 1 空气 6 0 1 2 01 8 02 4 0 时间 r a i n 图4 6 不同反应条件下溶液p h 随时间变化图 通过以上的分析 得出以下的实验结果 1 酸性条件下 t i 0 2 光催化剂能够光催化还原空气中的氮气为氨 随着时间的 延长 氨氮浓度先增加 随后又下降 2 通入氩气时 氨氮浓度未增加 通入空气比通入氮气条件下t i 0 2 光催化固氮 合成氨的效果好 3 氨氮浓度高比氨氮浓度低时t i 0 2 光催化固氮合成氨效率高 4 在通入空气条件下 施加偏压o 1 v 的t i 0 2 光电催化效率高于t i 0 2 光催化效 5 7 5 6 5 5 5 4 5 3 7 6 l f u 4 口 一 8 m 一瑙鞋 华北电力大学硕士学位论文 率 6 0 m i n 时氨氮含量增加8 4 m g 效率达到1 6 7 5 通过分析反应后溶液的成分 酸性条件下t i 0 2 光催化氨氮反应使原液中的 n 0 3 含量微量减少 无n 0 2 生成 说明此条件下发生了t i 0 2 光催化还原反应 6 随着时间的延长 反应溶液p h 值也随之增加 在反应一段时间后溶液由酸 性变成碱性 说明了反应开始酸性条件下t i 0 2 发生光催化还原反应氨氮浓度增加 一段时间后溶液变成碱性主要发生t i 0 2 光催化氧化反应使氨氮浓度下降 3 7 华北电力大学硕十学位论文 5 1 结论 第五章结论和建议 1 通过光催化氧化降解氨氮废水的平行实验得出 反应的最佳实验条件为 z n o t i 0 2 光催化电极中z n 含量2 左右 覆膜层数为3 层 紫外光照时间3 h p h 为9 阳极偏压为0 1 v 时 氨氮的降解率为4 8 6 2 在酸性条件下 t i 0 2 光催化剂能够光催化还原空气中的氮气为氨 随着时间 的延长 氨氮浓度先增加 随后又下降 3 通入氩气时 氨氮浓度未增加 通入空气比通入氮气条件下t i 0 2 光催化固 氮合成氨的效果好 4 氨氮浓度高比氨氮浓度低时t i 0 2 光催化固氮合成氨效率高 5 在通入空气条件下 施加偏压0 1 v 的t i 0 2 光电催化效率高于t i 0 2 光催化效 率 6 0 m i n 时氨氮含量增加8 4 m g 效率达到1 6 7 6 通过分析反应后溶液的成分 酸性条件下t i 0 2 光催化氨氮反应使原液中的 n 0 3 含量微量减少 无n 0 2 生成 说明此条件下发生了t i 0 2 光催化还原反应 7 随着时间的延长 反应溶液p h 值也随之增加 在反应一段时间后溶液由酸 性变成碱性 说明了反应开始酸性条件下t i 0 2 发生光催化还原反应氨氮浓度增加 一段时间后溶液变成碱性主要发生t i 0 2 光催化氧化反应使氨氮浓度下降 5 2 建议 1 制备t i 0 2 薄膜的方法很多 其中浸渍 提拉法最为广泛 其它制备方法还有 待于进一步优化 以磁控溅射法为主的幕墙玻璃制备技术已经非常成熟 如果能利 用磁控溅射法制备出性能优异的t i 0 2 薄膜光催化剂 则必将促进t i 0 2 薄膜光催化 剂在废水处理和室内空气净化领域的实用化 2 在t i 0 2 光催化还原氮气合成氨的实验中 催化效率较低 可以在提高催化剂 活性 改变反应条件 改变反应器结构等方面来提高此反应的效率 建议进一步扩 大实验规模 使t i 0 2 光催化还原氮气合成氨达到设备化和工业化 3 8 华北电力人学硕十学位论文 参考文献 1 吴季松 合理水价形成机制初探 j 中国水利 2 0 0 1 3 1 7 1 9 2 顾小红 黄种买 虞启义 城市污水再用于火电厂循坏冷却水的研究 j 华东电力 2 0 0 3 3 1 2 1 4 1 6 3 周本省 循环冷却水系统中微生物引起腐蚀和黏泥的控制 j 腐蚀与防护2 0 0 2 2 3 7 3 0 1 3 0 4 4 苟晓东 黄种买 虞启义 城市二级污水回用作电厂循环冷却水铜管腐蚀研究 j 化 工进展 2 0 0 4 2 3 3 3 0 4 3 0 6 5 吴季松 合理水价形成机制初探 j 中国水利 2 0 0 1 3 1 7 1 9 6 周彤 鲍宪枝 郭晓等 城市污水回用于循环冷却水时氨氮去除 j 工业用水与废水 2 0 0 0 6 9 一l l 7 周彤 鲍宪枝 郭晓等 城市污水回用于循环冷却水时氨氮去除 j 工业用水与废水 2 0 0 0 6 9 i l 8 丁思慧 用物化法对高浓度氨氮废水的前期处理 j 安徽化工 2 0 0 0 1 0 6 4 4 2 4 3 9 吴方同等 吹脱法去除城市垃圾填埋场渗滤液中的氨氮 j 给水排水 2 0 0 1 2 7 6 2 0 2 4 1 0 王宗平等 垃圾渗滤液预处理氨吹脱 j 给水排水 2 0 0 1 2 7 6 1 5 1 9 1 1 杨海明 柳丽芬等 p t t i 0 2 z s 卜5 在日光下氧化氨氮的研究 j 环境科学与技术 2 0 0 6 2 9 1 0 1 3 1 2 j u n i c h in e m o t o n o r i h i k og o k a n p h o t o d e c o m p o s i t i o no fa m m o n i at od i n i t r o g e n a n dd i h y d r o g e no np l a t i n i z e dt i 0 2n a n o p a r t i c u l e si na na q u e o u ss o l u t i o n j j o u r n a lo fp h o t o c h e m i s t r ya n dp h o t o b i o l o g y a c h e m i s t r y 2 0 0 7 1 8 5 2 9 5 3 0 0 1 3 刘守新 刘鸿 光催化及光电催化基础与应用 m 化学工业出版社 2 0 0 5 3 0 3 2 1 4 m i c h at o m k i e w i c z s c a l i n gp r o p e r t i e si np h o t o c a t a l y s i s j c a t a l y s i st o d a y 2 0 0 0 5 8 1 5 1 1 5 9 1 5 h o f f m a nmn m a r t i nst e ta 1 e n v i r o m e n t a la p l i c a t i o n so fs e m i c o n d u c t o rp h o t o c a t a l y s i s j c h e m i c a lr e v i e w 1 9 9 5 9 5 6 9 7 6 1 6 蒋展鹏 王海燕 杨宏伟 电助光催化技术研究进展 j 化学进展 2 0 0 5 1 7 4 6 2 2 6 3 0 1 7 阿伦 j 巴德 拉罩 r 福克纳 电化学方法原理和应用 m 绍元华等译第二版 北 京 化学工业出版社 2 0 0 5 5 2 0 5 2 l 1 8 冷文华 张莉 成少安等 附载二氧化钛光催化降解水中对氯苯胺 p c a j 环境科 学 2 0 0 0 2 l 6 4 6 5 0 3 9 华此电力人学硕十学位论文 1 9 f r a n k er f r a n k ec m o d e lr e a c t o rf o rp h o t o c a t a l y t i cd e g r a d a t i o no f p e r s i s t e n tc h e m i c a l si np o n d sa n dw a s t e w a t e r j c h e m o s p h e r e 1 9 9 9 3 9 6 2 6 5 卜2 6 5 9 2 0 y a m a z a k is t s u k a m o t oh a r a k ikk e ta 1 a p p lc a t a lb e n v i r o n 2 0 0 0 3 3 2 1 0 9 一1 1 7 2 1 付宏祥 吕功煊 李树本 感光科学与化学 1 9 9 9 1 5 1 3 9 2 2 刘守新 刘鸿 光催化及光电催化基础与应用 m 化学工业出版社 2 0 0 5 2 6 0 2 7 2 2 3 姚晓斌 马颖 姚建年 贵金属对t i 0 2 悬浮液光照过程中h 0 2 形成的促进作用 j 感光科学与光化学 1 9 9 9 1 7 2 1 5 9 1 6 3 2 4 孙福侠 吴鸣 王红等 纳米t i o 光催化降解苯酚的动力学研究 j 催化学报 1 9 9 9 2 0 3 3 0 1 3 0 4 2 5 王娅娟 李斌等 溶胶一凝胶法制备t i o 玻璃膜和光催化降解玫瑰红b 的研究 j 应用化学 2 0 0 1 1 8 1 3 6 3 9 2 6 钱延龙 陈新滋 金属有机化学与催化 m 北京 化学工业出版社 1 9 9 7 3 0 3 5 2 7 张彭义 余刚 蒋展鹏 光活性二氧化钛膜的制各与应用 j 环境科学进展 1 9 9 8 6 5 5 0 5 6 2 8 s o p y a ni w a t a n a b em m u r a s a w a s e ta 1 af il m t y p ep h o t o c a t a l y s t i n c o r p o r a t i n gh i g h l y a c t i v e t i 0 2 p o w e r a n df l u o r o r e s i nb i n d e r p h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t ya n dl o n g t e r ms t a b i l i t y e 1 e c t r o a n a l y t i c a lc h e m 1 9 9 6 4 1 5 卜2 1 8 3 1 8 6 2 9 李宣东 李矗等 固定态t i o 薄膜制备及光催化氧化性能研究 j 哈尔滨工业大学 学报 2 0 0 4 3 6 1 7 9 8 3 3 0 3 孔海霞 孙彦平 武爱莲 t i 0 2 薄膜光电极能带结构和催化活性的初探 j 感光科 学与光化学 2 0 0 4 2 2 5 3 2 7 3 3 1 3 1 a s c l a f a n i v a u g u g l i a r oa n dm s c h i a v e l l o j e l e c t r o c h e m s o c 1 3 0 1 9 8 3 7 3 4 3 2 a f u jis h i m aa n dk h o n d a n a t u r e l o n d 2 3 8 3 7 1 9 7 2 3 3 h p m a r u s k aa n da k g h o s h s 0 1 e n e r g y2 0 4 4 3 19 7 8 3 4 j c h e m m i n g e r r c a r ra n dg a s o m o r j a i c h e m p h y s l e t t 5 7 1 0 0 1 9 7 8 3 5 h v a nd a m n ea n dw k h a l l j a m c h e m s o c 1 0 1 4 3 7 3 1 9 7 9 3 6 t j w is e m a n c h a r a c t e r iz a ti o no f p o w d e rs u r f a c e s g d p a r f it t a n d k s w s i n g e d p 1 5 9 a c a d e m i cp r e s s