TiO2/粉煤灰光催化降解双氯芬酸钠研究
摘要：以燃煤电厂外排的废弃物粉煤灰（CFA）为载体，采用混合泥浆法将TiO2负载在CFA的表面，得到一种新型的复合光催化剂TiO2/CFA.对TiO2/CFA进行了扫描电镜分析、X射线衍射分析和氮吸附测试，并以双氯芬酸钠的光催化降解为评价手段，研究了TiO2负载量对TiO2/CFA光催化性能及重复使用性能的影响.结果表明，TiO2负载量的增加有助于提高TiO2/CFA的光催化性能，但当TiO2负载量过高时，CFA上的TiO2在水处理过程中容易脱落，对TiO2/CFA光催化剂的重复使用性能不利.本研究中，最佳的TiO2负载量约为50%，循环使用6次，其光催化降解效率没有明显降低，双氯芬酸钠的降解率均可达70%以上.
关键词：二氧化钛，粉煤灰，光催化，药品和个人护理用品
药品和个人护理用品是一种日益受到人们关注的新兴污染物．兽类医药品、农用医药品、人类服用医药品及化妆品的使用是其进入环境的主要方式．由于该类物质在被去除的同时也在源源不断地被引入到环境中，人们还将其称为“伪持续性”污染物，目前在地表水、地下水、饮用水、土壤、污泥中普遍检出ＰＰＣＰｓ类物质，给水环境质量和生态系统安全带来隐患．双氯芬酸钠是一种人类用医药品，水环境中的双氯芬酸钠被认为是一种持久性有毒污染物，会污染饮用水，进而影响人体健康，增加人类病原菌的耐药性.
纳米ＴｉＯ２光催化剂是近年来发展起来的一种新型环境友好材料，它可以利用光能对水中或者空气中的有机污染物进行光催化降解，最终生成无毒、无味的ＣＯ２、Ｈ２Ｏ及一些简单的无机物．早期研究中，大多将ＴｉＯ２粉末与废水组成悬浮体系，这样ＴｉＯ２粉末能与废水充分混合，有利于提高光催化降解效率．然而，由于纳米颗粒尺寸细小，水处理后很难回收重复利用．为克服这一缺陷，近年来ＴｉＯ２光催化剂的负载技术得到了广泛的研究，将ＴｉＯ２负载到适合的载体上，可解决水处理后的分离回收和重复使用问题．目前被用来作为ＴｉＯ２光催化剂的载体主要有玻璃、陶瓷、石英沙、不锈钢、钛合金、沸石、活性炭、活性炭纤维等.
粉煤灰（ＣＦＡ）是燃煤电厂粉煤燃烧排放的废弃物，我国目前每年排放的粉煤灰超过１亿ｔ，而重复利用率仅为４１．７％，且主要限于建材制品、建筑工程、道路工程等方面，其余大部分被堆积废弃，不仅占用了大量耕地，而且易造成环境污染．本研究组前期以粉煤灰为载体，采用３种不同方法成功将ＴｉＯ２负载到粉煤灰的表面，其光催化降解甲基橙的结果表明，以混合泥浆法制备得到的ＴｉＯ２／ＣＦＡ光催化剂具有最佳的光催化性能和重复使用性能．因此，本研究继续以粉煤灰为载体，采用混合泥浆法制备ＴｉＯ２／ＣＦＡ光催化剂，通过调整ＴｉＯ２前驱体钛酸四正丁酯的加入量来改变ＴｉＯ２的负载量，并以双氯芬酸钠为目标污染物，研究ＴｉＯ２负载量对ＴｉＯ２／ＣＦＡ的光催化降解性能及重复使用性能的影响.
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