不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响

被引：2
|
作者：
倪金雷
彭若帆
童少平
马淳安
机构：
[1] 浙江工业大学化学工程学院绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地
来源：
化工学报 | 2015年 / 66卷 / 10期
关键词：
臭氧; 双氧水; 氧化; 催化剂; 二氧化钛; 物相; 自由基;
D O I：
暂无
中图分类号：
X703 [废水的处理与利用];
学科分类号：
摘要：
研究了不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响,目标有机物为羟基自由基探针化合物乙酸。结果表明,在初始pH为7.0和10.0时,加入TiO2反而降低了H2O2/O3的氧化效率,其中锐钛矿TiO2比金红石TiO2的减弱作用更为明显。当初始pH为3.0时,金红石TiO2能显著提高H2O2/O3的氧化效率,但锐钛矿TiO2影响不明显。机理分析表明,H2O2浓度及其衰减速率与乙酸的去除效率有很大的相关性。在pH为7.0和10.0时,两种物相TiO2均能加快H2O2的分解,其中锐钛矿TiO2作用更为显著。此条件下HO-2能有效引发臭氧分解产生羟基自由基,故H2O2过快分解反而降低了乙酸的去除效果。在pH为3.0时,H2O2去质子化反应困难,故O3/H2O2氧化效率极低,H2O2浓度也几乎不变。加入TiO2能明显提高H2O2的分解速率,相比金红石TiO2,锐钛矿TiO2使H2O2在5min内基本分解完毕,但其对H2O2/O3氧化效率几乎没有影响。饱和臭氧水分解速度的批处理实验也有相似的结果。由此可见,合适引发剂浓度可能是保证臭氧类高级氧化技术较高效率的关键,否则只会导致氧化剂的无效过快分解。利用氯化硝基四氮唑蓝法对比分析了酸性条件下H2O2/O3、锐钛矿TiO2/H2O2/O3和金红石TiO2/H2O2/O3体系产生超氧自由基(·O-2)的量,其大小顺序为:H2O2/O3<金红石TiO2/H2O2/O3<锐钛矿TiO2/H2O2/O3,这与前面结果吻合很好。
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