罗丹明B的ZnO膜光催化降解作者:孔德国 张红美 罗华平等来源:《湖北农业科学》2013年第14期 摘要:采用纳米ZnO膜为催化剂对罗丹明B进行光催化降解试验。研究溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时间对罗丹明B降解效果的影响,确定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数。结果表明,酸性环境可以提高ZnO膜的光催化活性;罗丹明B初始浓度越低光降解的速度越快;H2O2可提高罗丹明B的降解速度;三层膜对罗丹明B的降解率高于单层膜的降解率。采用三层膜为催化剂,在35 mL初始浓度为5 mg/L、pH 1.46的罗丹明B溶液中加入适量的H2O2水溶液后进行光降解,紫外光照射60 min后,罗丹明B的降解率达到99.6%。 关键词:ZnO膜;光催化;降解;罗丹明B
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)14-3294-03
随着工业化的发展和城镇化进程的加快推进,排放的污水越来越多,严重危害着人类的
身体健康[1],也制约着经济的可持续发展,污水处理成为每一个地方必须解决的问题。传统处理污水的方法主要有: 物理法、生物降解法及化学法,但降解效果不理想。近些年发展的半导体光催化技术是一种先进的氧化技术[2,3],它是将半导体催化剂与某些光源结合共同作用于废水进行催化降解,相对于传统废水处理技术具有高效节能,且能彻底降解废水中绝大部分有机物等优点[4],所以受到环境及材料研究者们的广泛重视。据文献[5,6]报道ZnO相对于传统半导体材料TiO2有着更高的光催化活性,其应用研究受到普遍关注。 ZnO光催化机理为光照射时其价带上的电子被激发到导带,从而形成电子-空穴对,空穴是强氧化剂,它能将吸附在其表面上的OH-氧化成OH·自由基,该自由基是强氧化剂,可以氧化相邻的有机物且可以扩散到液相中氧化有机物,最终将有机物氧化成CO2完成降解过程[7]。电子-空穴对在ZnO表面容易发生简单复合从而降低了ZnO的光催化性能,由于氧化剂是有效的电子俘获剂,且能提高光催化氧化的速率和效率。鉴于此,采用纳米ZnO膜为催化剂外加H2O2对罗丹明B进行光催化降解试验。研究了溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时间对罗丹明B降解效果的影响,确定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数。羟基自由基