GeO2改性TiO2催化超声降解活性红( M-3BE)染料废水的应用研究

2．4 催化剂的投量对降解效果的影响

催化剂的投量对超声降解活性红染料废水的影响见图5。

图5 显示用25 kHz 的超声波照射活性红染料废水( pH = 2．5) 、催化剂的投量由0. 1 g/L 增至2 g / L时，降解率显著提高，但催化剂的投量大于2 g / L以后降解率反而降低。这可能是因为刚开始向废水中增加催化剂时，由于催化剂对有机分子和水分子的吸附作用，能有效地增加水中微气泡的数量，使超声过程中产生的空化气泡增多; 同时产生的·OH、·O、·HO2等自由基数量增加，促使降解率明显提高。但随着催化剂投量的进一步增大，空化气泡液膜内的粘度增大，导致空化液膜内湍流强度减弱，不利于有机分子从液相主体向空化气泡方向的传递，也不利于空化气泡内产生的自由基向液相主体方向的传递，使降解率反而下降。由此可知催化剂的投量以1. 5 ～2 g/L 为宜。

2．5 pH 值对降解效果的影响

p H 值对GeO2改性TiO2催化超声降解活性红的影响见图6。

图6 pH 对超声降解效果的影响

Fig．6 Effect of initial pH on ultrasonic degradation

溶液的pH 对降解活性红染料废水有较大的影响。图6 显示对COD 为438 mg/L 活性红染料废水，催化剂的投量为2 g/L、用25 kHz 的超声波照射时，随着pH 的降低对活性红的降解率显著提高，尤其是pH ＜3. 0 以后活性红的降解率急剧升高，这似乎与一般氧化剂在酸性条件下氧化性更强这一原则相符。可以认为TiO2在水中的等电点是5 左右，当pH 较低时，TiO2表面质子化，而质子化的表面带有正电荷，这对光电子向粒子表面转移是有利的; 另一方面因为水分子在超声波的作用下，在催化剂表面形成的·OH 自由基一般寿命较短，只有在强酸性的条件下活性红离子变成中性的活性红分子，这样才更容易接近TiO2催化剂的表面以便被·OH 自由基破坏。不加催化剂时，活性红染料废水也有一定程度的降解且对酸度的依赖程度较小。

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