La3+掺杂TiO2催化降解染料废水的研究

从图2可看出,在pH<5时,降解率比较好,pH=5时降解率最高.原因是TiO2表面电荷的性质可影响反应体系中的物种在其表面的吸附.TiO2的零电点pH=6.25.当溶液的pH<6.25,TiO2表面带正电荷,pH>6.25,TiO2表面带负电荷.在一定的pH条件下,TiO2易吸附显异电性的物质[11],而媒介漂兰属于阴离子染料,因此,在pH≤5时有利于光降解反应的进行,考虑到实际处理废水时的要求,选择试验中溶液的pH=5.

2.1.3催化剂用量

催化剂用量对媒介漂兰降解率的影响见图3.

从图3可见,随着催化剂用量的增加降解率也增加,但超过1.0 g/L后无明显变化.原因是溶液的浊度x(镧)(%,对TiO2物质的量,下同)催化剂1.0 g/L,染料初始质量浓度20 mg/L,pH=5

会对紫外光产生一定的遮蔽作用,影响光催化效果.适当增加催化剂用量,有利于产生更多活性物质,加快降解速率.当TiO2催化剂用量超过一定值时,会对紫外光产生一定的遮蔽作用,使光不能充分透射到溶液中,反而影响降解效果.因此，试验选择催化剂用量为1.0 g/L.

2.1.4催化剂焙烧温度

催化剂焙烧温度对媒介漂兰降解率的影响见图4.

由图4知,焙烧温度为550℃时催化剂的催化活性最好,650℃时催化活性反而下降.在TiO2的晶型中,锐钛矿相的光催化活性最好,超过600℃,锐钛矿相开始部分变为金红石相[12],使催化活性下降.

2.1.5染料初始质量浓度

染料初始质量浓度对降解率的影响见图5.

由图5可知,随着媒介漂兰溶液初始质量浓度的升高,降解率呈下降趋势.因为光催化反应以表面作用为主,而TiO2催化剂表面在水溶液中经历了羟基化作用,表面羟基为活性点,媒介漂兰溶液被催化剂吸附后在活性点发生反应,因催化剂的量一定,进一步增大染料质量浓度,则TiO2表面吸附量达到饱和,媒介漂兰溶液相对过剩,降解率相对降低.

2.2 XRD

由图6可知,镧掺杂TiO2粉体的锐钛矿相各晶面的衍射峰很明显,说明经过掺杂的光催化剂内大部分为锐钛矿型.

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