引言
由于印染工业涉及到许多有害化学药品,这类废水有机有害物质含量高、色度深、成分复杂,对水体污染严重。直接红棕M是一种双偶氮染料,分子结构稳定,不易降解。TiO2光催化氧化法处理印染废水中的有机物则是近年来新兴发展的一种方法,它具有催化活性高、氧化能力强、稳定性好、成本低且无二次污染等优点。但是,TiO2受光激发后生成的电子-空穴对容易发生复合,光催化效率较低是制约光催化技术工业化应用的主要因素。研究表明通过表面修饰的手段对TiO2进行改性可以提高TiO2的光催化效率和拓展光响应范围。目前,对TiO2的掺杂多为单一物种,本文以溶胶一凝胶一浸渍法制备RuO2/La2O3/TiO2三元复合催化剂,介绍了其对直接红棕M的光催化降解研究。
降解研究[1]
一、RuO2/La2O3/TiO2催化剂的制备
将无水乙醇分成等量的两份，一份加入三颈瓶中,在搅拌的情况下滴加钛酸丁酯,搅拌40min,得溶液A；再将第二份无水乙醇和乙酸、蒸馏水按一定比例混合均匀,在搅拌的情况下滴加到A中,继续搅拌40min,得溶胶B；将B陈化数天后,形成的干凝胶C.按一定比例将C浸渍入浓度为0.01mol/L的La(NO3)3・6H2O溶液中,陈化数天后形成干凝胶,100℃下干燥2h得D。按一定比例将D浸渍入一定浓度的RuO2溶液中,陈化干燥后,研磨成细粉,放入马弗炉中，一定温度煅烧2h,所得即为RuO2/La2O3/TiO2粉体。
二、光催化反应
光反应器(200mmX200mmX180mm)由汞灯、石英反应管(直径22mm,长220mm)和温度计组成，光反应器内壁均贴有铝箔,起反光作用。石英反应管上部插有通气管，保持粉末催化剂成悬浮态,并提供反应所需溶解氧实验时,在石英反应管中加入50mL、40mg/L直接红棕M溶液和一定量的催化剂,通气搅拌5min,保证光催化剂在溶液中混合均匀并呈悬浮状态.反应溶液初始pH值由稀H2SO4或NaOH调节。然后打开汞灯,每隔2.5min取样,离心分离1h,取上层清液测定吸光度,由此计算直接红棕M溶液的降解率。
结果
(1)以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了RuO2/La2O3/TiO2三元复合催化剂，当掺杂质量百分比为1.39%的La2O3 0.12%的RuO2,煅烧温度为500℃,其催化活性最佳。
(2)当催化剂投加量为3.00g/L,初始pH值为8.98,通气量为100mL/min时,汞灯照射15min直接红棕M溶液降解率接近100%。
参考文献
[1] 王理明,姚秉华,程刚,等. RuO2/La2O3/TiO2复合光催化剂对直接红棕M的降解研究[J]. 纺织高校基础科学学报,2006,19(3):271-274. DOI:10.3969/j.issn.1006-8341.2006.03.020.