二氧化钛复合催化剂协同硫酸根自由基类Fenton体系光催化降解壬基酚的研究

1、二氧化钛复合催化剂协同硫酸根自由基类 Fenton 体系光催化降 解壬基酚的研究 壬基酚（Nonylphenol,NP ）,是合成壬基酚聚氧乙烯醚（简称 NPE表面活 性剂的工业原料。也是环境内分泌干扰物（EEDS的一种,可以干扰生物体内分 泌系统的正常运转 , 甚至会毒害其生命。 本文以NP为研究对象，探讨了改性TiO2自身的吸附性能及其对 NP的降解催化性能。TiO2的改性采用了 “溶胶-凝胶”法,制备了 TiO2掺杂Co及TiO2负载Ag两种催化剂,通过两种催化 剂对NP的光催化降解，分析了掺杂量、负载量、溶液初始浓度、催化剂的投入量 等因素对催化性能的影响 ;同时, 还进行了两种复合催

2、化剂协同硫酸根自由基类 Fenton体系遮光暗反应及光催化降解 NP的研究,得出如下结论：（1）NP溶液的 初始浓度对其降解效率影响不明显;NP的降解率随着TiO2投加量增 大而增大,其中TiO2投加量为0.10g时降解率最大,为76.7%;当NP 溶液初始浓度为30mg/L时，降解效果最好；在催化剂的作用下,表现为NP的吸附 作用不明显 , 最大吸附率为 9.4%。 （2）以 1%Co-TiO2/sub：为例,XRD结果显示,TiO2 向锐钛 矿型晶体转变是由Co掺杂导致,光催化性能增强；其SEMft征结果显 示 ,Co-TiO2 催化剂粉末存在部分团结现象 , 外貌基本相同 , 呈椭圆球

3、型的形貌。Co-TiO2催化剂的颗粒粒径大约在495nm左 右;UV-Visible DRS 表征结果显示,Co-TiO2禁带宽度比 TiO2理论上的禁带宽度有所减少。 这使得长波较长的光子也能被吸收,提高了 TiO2自身对太阳光 的利用率。当Co掺杂量为1.5%摩尔百分比）时,溶液中NP的降解率达到了 82.9%; 当Ag的负载量为1% （摩尔百分比）时,光催化性能最好，降解率高达85.5%。 （3）Co-TiO2催化剂投加量对NP的降解产生影响：当 0.5%Co-TiO2、1.0%Co-TiO2、1.5%Co-TiO2 催化剂用量为0.01g时，对NP溶液的降解效果最好，降解率分别为为79

4、.8%、 74.4%、82.9%;（4）Ag/TiO2催化剂投加量对 NP降解的影响表现为： 当0.5%Ag/TiO2的投加量为0.03g时,NP的降解率最大，降解率为 83.8%;当 1%Ag/TiO2 1.5%Ag/TiO2的投加量为 0.01g 时,NP的降解率最大，降解率为85.5%、70.1%;（5）复合催化剂对PMS（单过氧 硫酸氢钾）的分解性能有所促进：在遮光条件下，整个体系对NP溶液表现出较高 的降解率。三种掺杂量的Co-TiO2催化剂对NP的降解率分别达到了 75.5%、80.2%、83.4%;三种负载量的 Ag/TiO2催化剂对NP的降解率 分别达到了 63.3%、 56.

5、8%、 53.8%,说明复合催化剂对 SO4v/sub?-v/sup类 Fenton 有较强的催化分解能力。 （6）复合催化剂与类Fenton体系协同光降解NP的分析结果表明：在有光的 条件下，当反应进行到300min时,溶液中的NP几乎被全部降解。此时三种掺杂量 的Co-TiO2催化剂对NP的降解率分别达到了 93.0%、90.3%、93.9%; 三种负载量的Ag/TiO2催化剂对NP的降解率分别达到了 86.4%、 88.8%、 87.1%。 说明复合催化剂不仅可以催化分解 PMS使 SO4v/sub?-v/sup类 Fenton 体系产生更多的硫酸根自由基 , 也具有良好的光催化性能 , 可以吸收可见 光进行光催化降解 NP。 （7）复合催化剂的重复使用性能较好 ：经过三次重复性实 验后,1.5Co-TiO2 对 NP