电解—光催化降解有机染料及其协同性研究

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本论文在研究电化学生成H2O2氧化降解碱性品红、TiO2/UV光催化降解碱性品红基础上,进行了电解—光催化结合降解曙红和碱性品红的研究,得到以下结论: (1)在电解体系中模型污染物的降解是由PbO2阳极氧化和H2O2直接氧化共同引起的,在pH=4.0、电流密度为10.0mA/cm2的条件下,处理24Omin后降解率仅为16.8%。 (2)在光催化体系中,pH=9.0在所研究的pH值范围中降解效果最好;NO3-、Cl-、SO42-对碱性品红的光催化降解有不同程度的抑制作用,其中NO3-对降解的抑制作用较小;对所研究的三种离子而言,均是酸性条件下对光催化的抑制作用比较大,而中性、碱性条件下抑制作用比较小;对机理的初步探讨表明,光催化降解碱性品红反应主要发生在光催化剂表面。 (3)在所研究的pH值中,电解—光催化结合降解曙红酸性条件下最快,碱性条件下最慢;而碱性品红碱性条件下降解最快,中性最慢。在5.0-15.0mA/cm2的电流密度范围内,曙红和碱性品红的降解率随着电流密度升高而增加,但增加的幅度越来越小。降解率随着染料初始浓度的增加而下降,而降解浓度则随着模型污染物初始浓度的增加而增加。PO43-、SO42-对电解—光催化体系降解曙红、碱性品红有抑制作用,而Cl1则有促进作用。电解—光催化体系对两种模型污染物的降解、矿化率大于单一电解和单一光催化过程降解、矿化率之和,电解和光催化之间存在协同效应。曙红、碱性品红降解及COD去除皆符合一级动力学过程。曙红降解(前20.0min)和COD去除的一级动力学速率常数分别为0.08335min-1和0.01651min-1;碱性品红降解和COD去除的一级动力学速率常数分别为0.03109 min-1和0.01033 min-1
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