TiO2Fe203光催化降解茜素红溶液.pdf

第45卷第3期
应用化工
Vol 45 No. 3
2016年3月
Applied Chemical Industry
Mar.2016
TiO2/Fe2O3光催化降解茜素红溶液
付文,李美书,王丽
(广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000)
摘要:以T(CH,O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶凝胶法制备了TiO2/Fe2O3复合光催化剂。对
复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引人有助于光生电
子-空穴对的分离,从而提升TiO2的光催化活性。TiO2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应
方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的
上升而逐渐下降。
关键词:TiO2/Fe2O3;溶胶凝胶法;莤素红;降解机理;动力学
中图分类号:TQ127;X703.1文献标识码:A文章编号:1671-3206(2016)03-0466-04
Photocatalytic degradation of Alizarin Red by Tio, /Fe
FU Wen LI Mei-shu. WANG Li
College of Chemical Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, China)
Abstract: Ti0, /Fe, 0, was prepared by sol-gel method using Ti(Ca H, 0), as precursors and CH COOH
as depressor. The photo-degradation activity, photo-degradation mechanism and photocatalytic degradation
kinetics were studied. The results showed that photo-generated electron-hole pairs could be separated ef-
fectively by doping Fe 0, hence the pho tic activity of Tio was improved. The potocatalytic degra
dation kinetics of the composite catalyst complied with first order kinetics equation of L-H model, the pol-
lutants in the photocatalyst surface adsorption was the bottleneck of the reaction, the reaction order of ki-
netics decreased with increase of concentrations of the pollutants
Key words: Tio, /Fe2o; sol-gel; Alizarin Red; degradation mechanism kinetics
1972年, Fujishima等?发现TO2在紫外光的作
Fet+HO~+h→Fe2++?OH
用下会产生羟基自由基(?OH),从而使众多难以
本文通过溶胶凝胶法制备Fe2O3负载的TO02
降解的有机污染物在常温、常压下发生氧化与矿化复合光催化剂,以印染工业中常用的、较难处理的含
而逐渐降解,因此TiO2光催化被认为是值得推广的多环芳烃类的茜素红模拟废水溶液为降解对象,对
绿色高级氧化技术之一。但TO2也因禁带较宽,从TO2/FeO2光催化剂的降解活性、降解动力学和降
而导致其光催化量子效率较低2,制约了其大规解机理进行了研究。
模的应用。为了解决此问题,有研究者提出可用
实验部分
Fe2O3对其进行负载“1。Fe202中的Fe'能捕获
TiO2光催化产生光生电子,从而降低光生电空穴对1.1试剂与仪器
的复合机率(反应机理见式(1),从而进一步提
钛酸四丁酯(TBOT)、Fe2O。、冰醋酸(HAc)、无水
升T02的光催化效率。此外,T1O2粉体粒径很小,难
乙醇(EtOH)、盐酸(HCl)、对苯二甲酸等均为分析
以从降解体系中回收利用。目前普遍的方法是将其纯;二次蒸馏水,实验室自制;TO2(P25型),工业级。
用硅胶或玻璃等透明载体担载,但这种做法或多或
SXJQ-1型马福炉;F4500型荧光光谱仪;UV
少会影响TO2的光催化活性。Fe、03是具有一定磁3100型分光光度仪。
性的物质,适量的Fe_O3负载后复合光催化剂具有1.2TiO2/Fe-0复合光催化粒子的制备
磁性,将有利于光催化粒子的有效回收与重复利用
将TBOT、Fe2031/2总用量的EtOH与HAe加
收稿日期:2015-11-19修改稿日期:2015-12-11
基金项目:广东省自然科学基金项目(2015A030313766);广东省教育厅育苗工程(2013LYMO058);广东石油化工学院傅
士启动(650115);国家级大学生创新创业项目资助(201411656002
作者简介:付文(1983-),男,湖北天门人,广东石油化工学院讲师,博士,主要从事光催化方面研究。电话:0668
2981080,E-mail:a49192213@163.c