光催化在饮用水深度处理中应用-董李鹏15213391

1、1.31.11.2光催化在饮用水深度处理中的应用光电催化处理藻毒素MCs饮用水中各种物质处理五氯苯酚PCP1.4展望董李鹏 15213391光催化用于饮用水深度处理: 饮用水中人们已发现756种有机物,其中20种致癌物、23种可疑致癌物、18种促癌物和56种致突变物。主要有：卤代烃、腐殖酸、五氯苯酚，藻类 以及大肠杆菌、噬菌体、细菌与真菌等微生物。1 背景1. 1 处理腐殖酸和富里酸腐殖酸结构腐殖酸和富里酸是消毒副产物的前体.腐殖酸( HA)作为天然饮用水中的有机物，约占水中有机物的90%,其浓度从地下水的 20 g/L 到地表水的30 mg/L，含量增高.富里酸(FA),它在任何pH值下的溶

2、液中都是可溶的.富里酸结构1. 1 处理富里酸FA图 TiO2 投加量对FA 降解的影响当TiO2 投加量分别为0.20.30.4 g/L时，对FA 的去除效果最好；并不是TiO2投加量越多越好；刘文,2010,净水技术光催化氧化降解腐殖酸的过程是首先OH 与腐殖酸发生自由基链反应，而最终使腐殖酸变为小分子直至 H2O、CO2和无机酸。腐殖酸+OH 小分子1. 2 消除细菌等微生物唐玉朝机理：当TIO2受波长98.0%But,随pH值增加略有降低分析：1.OH进入铁离子聚合态结构内部；2.轻桥(Fe一OH一Fe)氧桥(Fe一O一Fe), 消耗了大部分的OHH2O2浓度影响H202浓度为0.7-

3、0.8mmol.L一.的PcP降解率逐渐高于0.4-0.5时的降解率分析：生成的OH能够与过量的H202发生反应,降低OH的利用效率2. 1 处理五氯苯酚PCP的影响因素3次循环使用后，铁柱撑膨润土/UV/H202降解效率均在80.0%以上循环使用次数影响降解效率较好，铁柱撑膨润土作催化剂不会产生二次污染光催化剂有一个致命的弱点，即光生空穴一电子对的复合率较高光电催化电场协助光催化技术（协同作用）提高光催化效率的关键在于减少光生空穴与电子的复合几率 光电结合催化半导体氧化物薄膜作为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极构成光电化学电池光电催化的必要条件:光：多用紫外线电：电极构成光化

4、学电池催化剂：多用二氧化钛空气：提供氧气3. 2光电催化藻毒素MCs光电催化的优势TiO2光电组合效应把导带电子的还原过程同价带空穴的氧化过程从空间位置上分开(与半导体微粒相比较) 明显地减少电子和空穴的复合，增加半导体表面OH的生成效率防止了氧化中间产物在阴极上的再还原导带电子能被引到阴极还原水中的H+，不需要向系统内鼓入作为电子俘获剂的O23. 2光电催化藻毒素MCs藻毒素MCs分子结构3. 1 光电催化处理藻毒素MCs机理:MC分子稳定的环肽结构发生降解,裂环生成一系列线性多肽小分子.藻毒素富集进入高级生物体内,作用于机体的不同器官组织导致病变.冯小刚光催化降解有机物原理3. 3光电催化

5、藻毒素MCs藻毒素 MC的去除率快速上升；2.5V时效率高分析：当阳极偏电压大于水的电解电位时，水就会发生电解分别对 TiO2/Ti 板光阳极施加 1、2、3、4、6、8 V 的阳极偏电压，进行光电协同催化图 2钛板及 TiO2/Ti 催化剂表面 SEM 图 2TiO2/Ti 催化剂的 XRD谱图TiO2/Ti 光电催化实验左跃斌 展望通过与其他饮用水处理材料组合，进而开发高效节能饮用水深度处理装置；TiO2催化剂的活性和稳定性提高方面还有待进一步改进；设计高效低耗的光催化反应器； 参考文献：1左跃斌. 光电协同催化氧化处理饮用水中藻毒素-LRJ. 水处理技术, 2012, 38(007):

6、49-52.2唐玉朝, 李薇, 华河林, 等. TiO2 光催化技术处理饮用水微污染及杀灭微生物的研究J. 环境污染治理技术与设备, 2004, 5(5): 61-66.3刘文, 吴一蘩. 二氧化钛光催化氧化水中天然有机物富里酸J. 净水技术, 2010 (6): 66-71.4刘芭. TiO_2 光催化杂化超滤膜对水中嗅味物质及腐殖酸去除的研究D. 上海交通大学, 2013.5冯小刚, 卫涛, 袁春伟. 饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展J. 东南大学学报: 自然科学版, 2004, 34(5): 705-710.6王志斌. 饮用水中典型 POPs 的光催化降解处理技术研究进展J. 科技创新导报, 2014 (2): 29-30.7潘海祥. 光催化降解饮用水中几种典型有机污染物影响因素及降解机理的 研究D. 广州: 中国科学院广州地球化学研究所, 2000.8姜艳丽. TiO_2/Ti 催化剂改性及光电催化降解水中腐殖酸的研究D. 哈尔滨工业大学, 2007.9程修文. 改性 TiO_2 纳米管光电