废水中苯酚的降解

三、结论
• 在苯酚初始浓度为20mg/L,固液比 2.5g/1000mL,pH为6.3,光照时间为 10h时,苯酚的降解率可达到92.1%。
废水中苯酚的降解
组员：李岚 梁婧怡 张婷 卢兰雪
一、苯酚废水危害
2016/4/16
二、治理方法
• 光催化法 • 沉淀法 • 萃取法
光催化法
一、光催化的原理：
光催化基本原理是指光催化剂受到大于禁带宽度能量的光子照 射后，发生电子跃迁，生成光生电子(e一)和空穴对(h+ )，光生电子 具有很强的还原能力，可以还原去除水中的金属离子，而空穴具有 极强的氧化性，可对吸附于其表面的污染物进行直接或间接的氧化 降解，此外，空穴还可以氧化H2O和OH一生成反应性极高的羟基 自由基(· OH)，· OH是一种强氧化剂(氧化还原电位为+2．8V)，它可 以将大多数有机染料氧化为可矿化的最终产物。以本实验中的TiO2 为例。TiO2的带隙能火3.2 eV, 相当于波长为387.5nm 光子能量， 抵达地面太阳能最小波长为300.0nm，300.0～387.5nm 之间的紫 外光能约占太阳能的1%左右。当TiO2受到太阳能辐射后，处于价 带的电子就被激发到导带，价带便生成空穴（h+）。
苯酚降解与pH关系
4、二氧化钛用量对苯酚降解的影响
在50mg/L的苯酚溶液中, 加入光催化剂0.25g时,降 解效果明显较好。
二氧化钛用量对苯酚降解的影响
5、苯酚初始浓度对降解的影响
随着苯酚液浓度的增大, 去除率减小,即随着浓 度的增大,要达到相同 的去除率,需要更长的 反应时间。
苯酚初始浓度对降解的影响
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光催化反应机理可用以下各式表示： TiO2 +hv(UV) →TiO2(e- + h+ ) TiO2(h+)+ H2O→ TiO2+ H2O+·OH TiO2(h+) + OH一 →TiO2 +·OH 有机染料+· 0H一降解产物 有机染料+h+→氧化产物 有机染料+e一→还原产物 式中hv是将TiO2的电子从价带激发到导带的光子能量。
二、试验方法
实验装置图
1、 TiO2光催化降解苯酚溶液的性能验证
在前10h内不加TiO2的光降解速率不高,说明 确是TiO2对降解起到很大的作用。 主要作用原理为:当二氧化钛半导体粒子受到 紫外光的照射时,价带上的电子(e-)被激发跃迁至 导带,在价带上产生空穴(h+),并在电场作用下,分 离并迁移到粒子表面,光生空穴因具有极强的得电 子能力,而具有很强的氧化能力。将其表面吸附的 OH-和H2O分子氧化成OH自由基,而OH几乎无选 择地将有机物氧化,并最终降解为CO2和H2O[2]; 在10~24h内,没加TiO2的光降解率有所提高,这是 因为随着降解时间的延长,在紫外灯照射下溶液中 臭氧浓度渐渐增大,在臭氧的氧化作用下,苯酚被 氧化得以降解。
TiO2光催化降解苯酚溶液的性能验证
2、苯酚降解率与时间的关系
反应2h来自百度文库,无色液体渐渐变为浅橘 红色;随着反应时间的延长颜色有 所加深,变为橘红色,但6h后颜色基 本不变。
苯酚降解率与时间的关系
3、苯酚降解与pH关系
在pH=6.3时,苯酚降解最好,在 pH值为3~6.3之间,当溶液的pH 值增大时,光催化氧化反应的速 率会呈现出逐渐增大的正比例 变化趋势;但如果pH值增加到一 定值,如pH>9时,在TiO2上的吸 附反应速率反而变小,甚至反应 不明显了。由此可见,在pH值接 近于中性条件时,苯酚的降解速 率最快,降解的效果最好。