TiO光催化降解二氯喹啉酸的研究

• 作 者: 钟锋
• 机 构: 华南农业大学
• 出 处: 华南农业大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 二氯喹啉酸

水是宝贵的淡水资源，因农业生产中农药大量使用，且其污染不可逆转，使水污染不可忽视。近20年来对水中农药的监测发现除草剂二氯喹啉酸、莠去津、草不绿、莫多草等是经常检出的农药，其半衰期长，残留量大，对水的潜在威胁大。因此，本论文以除草剂二氯喹啉酸和光催化剂二氧化钛为研究对象，为水污染处理提供一条新的、有潜力的途径。
本论文研究内容涉及到在实验室条件下对除草剂二氯喹啉酸光催化影响因素和在自然光底下的光降解以及TiO<,2>的改性等方面。结果如下：
研究表明：二氯喹啉酸的高效液相色谱条件为：流动相：甲醇：水：冰醋酸=65：34：1；检测器：紫外检测器；检测波长：238nm；色谱柱：Hypersil ODS(4.0<*>2.50mm)5μm；流速：0.8mL/min；进样量：10μL。
在实验室条件对除草剂二氯喹啉酸的光催化影响因素进行试验，结果表明：随着TiO<,2>预先吸附时间延长、TiO<,2>用量增大、用超声波处理、增大光照强度、二氯喹啉酸初始浓度的降低、通入空气，二氯喹啉酸的降解率均增大；酸性介质及碱性介质均有利于二氯喹啉酸的降解；加入少量的电子接受体H<,2>O<,2>或Fe<3+>均能大幅度地提高降解率；然而表面活性剂的存在却抑制了TiO<,2>的催化活性，降低了二氯喹啉酸的降低率。这可能是因为，表面活性剂可以包围TiO<,2>，从而抑制了TiO<,2>对二氯喹啉酸的吸附；同时也降解了紫外光达到TiO<,2>表面的能力。
利用自然界太阳光的实验表明：当太阳光平均光照强度为879μw/cm<2>时，二氯喹啉酸在TiO<,2>光催化下4h降解率为86.56％。其光降解动力学方程为C<,t>=554.83e<-0.5053t>，半衰期是1.372h。
TiO<,2>加入Al(OH)<,3>胶体中制得复合Al<,2>O<,3>/TiO<,2>，研究表明：Al<,2>O<,3>/TiO<,2>的光催化活性随着Al<,2>O<,3>复合量的增大先提高，继而又下降，最佳复合量为0.3％。不同温度煅烧Al<,2>O<,3>/TiO<,2>的光催化活性随着煅烧温度升高而提高，因为煅烧温度低，部分的Al(OH)<,3>尚未脱水成为Al<,2>O<,3>，故其活性较低。当600℃煅烧Al<,2>O<,3>/TiO<,2>活性要比400℃煅烧Al<,2>O<,3>/TiO<,2>活性低一些，是由于600℃煅烧Al<,2>O<,3>/TiO<,2>存在表面态Ti<3+>。随着煅烧时间的延长，其活性降低，这里因为更多的铝进入晶格成为电子-空穴对的复合中心.