本發明(ming)提出了一種以亞氧(yang)化(hua)鈦為催(cui)化(hua)劑的催(cui)化(hua)臭氧(yang)化(hua)水處理方法，屬于有機廢水處理的技術領域。

背景技術：

經濟和(he)(he)(he)社(she)會發(fa)展的(de)(de)(de)(de)同(tong)時帶來(lai)(lai)了(le)地球水(shui)資源的(de)(de)(de)(de)日益減少，水(shui)體(ti)的(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)污(wu)(wu)染(ran)(ran)。人(ren)類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)存(cun)離不開水(shui)，水(shui)資源對(dui)人(ren)類(lei)(lei)未(wei)(wei)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)可持續發(fa)展至關重(zhong)要。人(ren)類(lei)(lei)生(sheng)活、工業生(sheng)產(chan)和(he)(he)(he)農業活動都(dou)排放了(le)大(da)量(liang)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)到(dao)水(shui)中(zhong)(zhong)，這些(xie)污(wu)(wu)水(shui)對(dui)健(jian)康和(he)(he)(he)環(huan)境都(dou)產(chan)生(sheng)了(le)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)有(you)(you)毒(du)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)對(dui)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)影(ying)響尤為(wei)嚴(yan)重(zhong)，其(qi)中(zhong)(zhong)包括有(you)(you)機(ji)農藥類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)多氯聯苯，強致癌類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)稠環(huan)芳香烴、雜(za)環(huan)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)和(he)(he)(he)芳香胺(an)類(lei)(lei)，酚類(lei)(lei)，腈類(lei)(lei)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)等。水(shui)處(chu)理(li)技術的(de)(de)(de)(de)發(fa)展決定了(le)人(ren)類(lei)(lei)未(wei)(wei)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)走向。常見(jian)的(de)(de)(de)(de)水(shui)處(chu)理(li)技術包括物(wu)理(li)法、生(sheng)物(wu)法和(he)(he)(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)學法。高級氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術在近年(nian)來(lai)(lai)廣受關注，其(qi)具(ju)有(you)(you)設備簡單，反(fan)應速率(lv)快，對(dui)廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)礦化(hua)(hua)(hua)(hua)能力強等優點。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)是近年(nian)來(lai)(lai)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)受到(dao)重(zhong)視的(de)(de)(de)(de)一種高級氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術在常溫(wen)常壓下利用臭(chou)氧(yang)(yang)和(he)(he)(he)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑協同(tong)作(zuo)用來(lai)(lai)處(chu)理(li)一些(xie)難以降解(jie)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)存(cun)在加(jia)快了(le)臭(chou)氧(yang)(yang)降解(jie)有(you)(you)機(ji)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)速率(lv)，并且能夠深(shen)度礦化(hua)(hua)(hua)(hua)有(you)(you)機(ji)物(wu)，使其(qi)變(bian)為(wei)co2和(he)(he)(he)h2o小分子。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)分為(wei)均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)(he)非(fei)均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)，其(qi)中(zhong)(zhong)非(fei)均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)因為(wei)反(fan)應之后催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑和(he)(he)(he)廢(fei)水(shui)易分離，正成為(wei)研究的(de)(de)(de)(de)重(zhong)點。非(fei)均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑主要有(you)(you)金屬氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、負(fu)載(zai)于載(zai)體(ti)上的(de)(de)(de)(de)金屬或金屬氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、天然礦物(wu)以及(ji)活性炭等類(lei)(lei)型。

鈦(tai)氧(yang)化(hua)(hua)物在環(huan)保領域發(fa)揮(hui)著重(zhong)要(yao)作用(yong)(yong)(yong)，其中二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)在光催化(hua)(hua)降解污染物方(fang)(fang)面(mian)已經(jing)有了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)(yong)(yong)。當氧(yang)缺陷(xian)被引入(ru)二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)晶(jing)格(ge)中，原子自發(fa)重(zhong)排成一(yi)種(zhong)新的(de)有序結構，便得(de)到亞氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)。亞氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)是一(yi)種(zhong)符合(he)通式為tino2n-1的(de)材(cai)料，具(ju)有高化(hua)(hua)學和電(dian)化(hua)(hua)學穩(wen)定性，耐(nai)腐(fu)蝕、機械強度高，優異的(de)導電(dian)性等優點。近年來，tino2n-1作為催化(hua)(hua)劑載體(ti)應用(yong)(yong)(yong)于燃料電(dian)池以及電(dian)化(hua)(hua)學水處理方(fang)(fang)面(mian)已經(jing)有廣(guang)泛(fan)的(de)報道。然而直接將(jiang)tino2n-1用(yong)(yong)(yong)于催化(hua)(hua)劑應用(yong)(yong)(yong)于催化(hua)(hua)臭氧(yang)化(hua)(hua)迄今鮮(xian)有報道。

技術實現要素：

本(ben)發明的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)為了改進現有技術的(de)(de)不(bu)足而提(ti)供(gong)了一種安全、成本(ben)低廉(lian)、高效的(de)(de)一種以亞氧化(hua)鈦為催化(hua)劑(ji)的(de)(de)催化(hua)臭氧化(hua)水處理(li)方法。

本發(fa)明的技術方(fang)案(an)為(wei)：一種以(yi)亞(ya)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦為(wei)催化(hua)(hua)(hua)劑的催化(hua)(hua)(hua)臭氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)水處理方(fang)法，其特征在于優選將(jiang)實驗室制備的亞(ya)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦作(zuo)為(wei)催化(hua)(hua)(hua)劑加入有(you)機廢水中(zhong)，進(jin)行臭氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)處理，加速有(you)機污染物(wu)的降解(jie)和礦化(hua)(hua)(hua)，并進(jin)行多次重復(fu)利(li)用；其具體步驟如下(xia)：(1)亞(ya)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦的制備：選取(qu)金紅石二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦作(zuo)為(wei)反(fan)應原料，葡(pu)萄糖作(zuo)為(wei)還原劑，將(jiang)兩者(zhe)的混合料裝入管(guan)式爐(lu)中(zhong)，在惰性氣氛(fen)的條件下(xia)煅燒得(de)到藍(lan)黑色(se)亞(ya)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦催化(hua)(hua)(hua)劑；

(2)催化(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)水處理：將(jiang)制(zhi)備(bei)的(de)亞(ya)氧(yang)化(hua)(hua)鈦作為催化(hua)(hua)劑加入(ru)到有(you)機廢水中，調(diao)節有(you)機廢水的(de)ph值，通(tong)入(ru)臭(chou)(chou)氧(yang)，攪拌催化(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)處理。以o3作為氧(yang)化(hua)(hua)劑，亞(ya)氧(yang)化(hua)(hua)鈦作為固體非均(jun)相(xiang)催化(hua)(hua)劑，通(tong)過控制(zhi)臭(chou)(chou)氧(yang)量、ph值、反(fan)應(ying)時間和催化(hua)(hua)劑量來達到將(jiang)水中的(de)難降解有(you)機污染物礦化(hua)(hua)降解的(de)目的(de)。

優選步驟(1)中(zhong)葡(pu)萄(tao)糖(tang)在混(hun)合料(liao)中(zhong)所占重量百分量為(wei)10％～50％；煅燒溫度為(wei)1000～1075℃，煅燒時(shi)間為(wei)1～3小時(shi)。所述(shu)的惰性氣(qi)氛(fen)為(wei)氮(dan)氣(qi)、氬氣(qi)或氦氣(qi)。

優選步驟(1)中(zhong)(zhong)所制備的(de)亞氧化鈦的(de)結構(gou)式為(wei)tino2n-1，其中(zhong)(zhong)3<n<10。

優(you)選(xuan)步驟(2)中所(suo)述的(de)有機廢水(shui)為苯酚和羅丹明b。

優選步驟(zou)(2)中通入反應器的臭氧量(liang)為20～50mg/min。

優選步驟(2)中調節有機廢水的ph值為3～8。

優選步驟(2)中催化(hua)劑的加入質量與廢水的體積比為0.1～0.6g/l。

優選步驟(2)中(zhong)催化臭氧化反應(ying)時(shi)間為60～90分鐘。

優選步驟(2)中將反應處理之后(hou)的(de)水樣通(tong)過(guo)陶瓷膜(mo)裝(zhuang)置(zhi)過(guo)濾得到(dao)使用(yong)后(hou)的(de)催(cui)(cui)化(hua)劑，使用(yong)后(hou)的(de)催(cui)(cui)化(hua)劑在氮氣氣氛下高溫(wen)煅燒(shao)一段時(shi)間(jian)再生，可以(yi)重復(fu)使用(yong)，而不(bu)降低催(cui)(cui)化(hua)效率。

優(you)選催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)再生的(de)(de)煅燒(shao)溫度為(wei)(wei)(wei)400～500℃，煅燒(shao)時間為(wei)(wei)(wei)2～3h。通(tong)過(guo)(guo)高溫煅燒(shao)去(qu)除粘附(fu)在(zai)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)表面的(de)(de)有機雜質(zhi)，使(shi)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)恢(hui)復(fu)原先的(de)(de)催(cui)化(hua)活性(xing)，用于催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)穩定性(xing)實驗探究。在(zai)穩定性(xing)試(shi)驗中(zhong)，選取苯酚(fen)(fen)作為(wei)(wei)(wei)處理體系，將催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)重復(fu)循環(huan)利(li)用8次，測試(shi)不同n值(zhi)亞氧化(hua)鈦催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)每(mei)次循環(huan)利(li)用過(guo)(guo)程中(zhong)的(de)(de)苯酚(fen)(fen)完全降解(jie)時間和toc去(qu)除率。通(tong)過(guo)(guo)測試(shi)反應后溶液的(de)(de)icp值(zhi)得出離子溶出率來(lai)計算(suan)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)損失。

本(ben)發(fa)明(ming)所(suo)述的催化(hua)(hua)劑在(zai)制備過程中(zhong)，原料(liao)中(zhong)的葡萄糖在(zai)高(gao)溫下(xia)提(ti)供的表面包覆碳層能(neng)夠有效抑(yi)制顆粒增長，從而(er)提(ti)高(gao)了所(suo)制備材(cai)料(liao)的比表面積，用于(yu)(yu)(yu)催化(hua)(hua)臭(chou)氧化(hua)(hua)中(zhong)有利于(yu)(yu)(yu)提(ti)高(gao)與臭(chou)氧和廢水(shui)(shui)的接觸面。本(ben)發(fa)明(ming)的亞(ya)氧化(hua)(hua)鈦催化(hua)(hua)臭(chou)氧化(hua)(hua)水(shui)(shui)處理方法可(ke)以(yi)單獨(du)用于(yu)(yu)(yu)處理有機廢水(shui)(shui)處理，也可(ke)以(yi)和其他(ta)的水(shui)(shui)處理工藝聯(lian)合使(shi)用。

有益效果：

(1)亞氧化鈦的(de)制(zhi)備(bei)方(fang)法簡單(dan)，和傳統的(de)在還原氣氛下煅燒(shao)得到催(cui)化劑的(de)方(fang)法相比安全性增(zeng)加(jia)，葡(pu)萄糖在煅燒(shao)后(hou)提供的(de)表(biao)面包(bao)覆碳層抑制(zhi)了顆(ke)粒的(de)增(zeng)長、增(zeng)大(da)了比表(biao)面積，能更好地在催(cui)化臭氧化中(zhong)應用。

(2)將(jiang)所制備的(de)催(cui)化劑應用于(yu)催(cui)化臭氧(yang)化中，在(zai)水(shui)中的(de)穩定性非常好，有利于(yu)提高與臭氧(yang)、水(shui)中有機物的(de)接觸(chu)時間(jian)。因此當投入的(de)量(liang)較小時，也能夠取得(de)很好的(de)降解效果(guo)。

(3)本(ben)發明中實驗室自制的(de)催(cui)化劑(ji)在(zai)分別用于處理苯酚(fen)和(he)羅(luo)丹明b廢水中，顯(xian)示(shi)了(le)很(hen)高的(de)催(cui)化活性(xing)。和(he)單獨(du)臭(chou)氧相(xiang)比，催(cui)化劑(ji)的(de)加(jia)入使(shi)得有機物降解時間縮短，有機廢水中toc去(qu)除率明顯(xian)提升。與市(shi)場上所售(shou)的(de)亞氧化鈦相(xiang)比，催(cui)化性(xing)能更(geng)佳。

(4)本發明中所(suo)利用(yong)的催化劑(ji)和傳統非均相(xiang)過渡(du)金屬氧化物催化劑(ji)相(xiang)比，離子溶(rong)出率低，催化劑(ji)活性組分損(sun)失(shi)非常少。

(5)本發明中所利(li)(li)用(yong)的(de)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)重(zhong)復多次(ci)利(li)(li)用(yong)之后仍能(neng)保持很高的(de)催(cui)(cui)化(hua)活性，有大規模(mo)應(ying)用(yong)于(yu)處理有機廢水的(de)價值。

附圖說明

圖(tu)1為實(shi)施例1所得產品的(de)xrd圖(tu)譜；

圖2為實施例2所得產品(pin)的xrd圖譜；

圖(tu)3為(wei)實施例3所得產品的xrd圖(tu)譜；

圖4為實(shi)施例1所得產品的sem圖片；

圖(tu)(tu)5為實施(shi)例2所(suo)得(de)產品的(de)sem圖(tu)(tu)片；

圖6為實(shi)施例(li)3所得產品的(de)sem圖片；

圖7為(wei)(wei)催化(hua)(hua)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)實施的(de)(de)裝(zhuang)置示意圖；其中1為(wei)(wei)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)發(fa)生器(qi)，2為(wei)(wei)氣體(ti)流量計，3為(wei)(wei)機械攪拌槳，4為(wei)(wei)催化(hua)(hua)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)反應(ying)器(qi)，5為(wei)(wei)催化(hua)(hua)劑，6為(wei)(wei)含20％ki溶液的(de)(de)尾(wei)氣處理裝(zhuang)置；

圖(tu)8為實施(shi)例4中不同催化(hua)劑(ji)量的苯(ben)酚(fen)降解曲線；

圖(tu)9為(wei)實施例4中不同催(cui)化劑量(liang)的toc變化曲線；

圖10為實施例(li)5中(zhong)不同催化劑量(liang)的羅(luo)丹(dan)明b降解曲線(xian)；

圖11為實(shi)施例5中不同催化劑量(liang)的toc變(bian)化曲線(xian)；

圖12為實(shi)施例8中隨臭氧化時間苯酚濃度變化曲(qu)線；

圖13為實施例8中隨臭氧化(hua)時(shi)間toc的變(bian)化(hua)曲線；

圖14為實施(shi)例9中隨臭氧化(hua)(hua)時間(jian)羅丹(dan)明(ming)b濃度變化(hua)(hua)曲線(xian)；

圖15為實施例9中隨臭氧化(hua)(hua)時間toc的變化(hua)(hua)曲線；

具體實施方式

催(cui)(cui)化臭(chou)(chou)氧化降解有機廢水(shui)流程(cheng)圖(tu)如圖(tu)5所示。具體(ti)(ti)(ti)操作流程(cheng)如圖(tu)：(1)檢查催(cui)(cui)化臭(chou)(chou)氧反(fan)應(ying)器(qi)4的(de)密閉性直至裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)不漏液(ye)，將有機廢水(shui)和催(cui)(cui)化劑加(jia)入到其中；(2)打開臭(chou)(chou)氧發生器(qi)1，預(yu)熱10min，調節氣(qi)體(ti)(ti)(ti)流量計2至合理(li)氣(qi)量，將氣(qi)體(ti)(ti)(ti)通(tong)入到催(cui)(cui)化臭(chou)(chou)氧反(fan)應(ying)器(qi)4；(3)打開攪拌槳3至轉(zhuan)速在(zai)200r/min；(4)催(cui)(cui)化臭(chou)(chou)氧化實驗(yan)過程(cheng)中的(de)未完全反(fan)應(ying)的(de)臭(chou)(chou)氧氣(qi)體(ti)(ti)(ti)由(you)含20％ki溶液(ye)的(de)尾氣(qi)處理(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)6吸收。

實施例1

稱取15g葡萄糖和35g金紅石二氧化鈦于燒杯中，加水、混勻、干燥，將得到的混合料裝入管式爐中，在流動的氮氣的條件下，設置反應溫度為1075℃，煅燒時間為3h，反應結束之后得到樣品1。其xrd圖譜見圖1，表明所有衍射峰均能與ti6o11出峰位置匹配，說明是ti6o11；其sem圖片見圖4，顆粒表面上的納米碳纖維是表面包覆的碳層；bet比表面積為7.321m²/g。

實施例2

稱取20g葡萄糖和30g金紅石二氧化鈦于燒杯中，加水、混勻、干燥，將得到的混合料裝入管式爐中，在流動的氮氣的條件下，設置反應溫度為1050℃，保溫時間為1.5h，反應結束之后得到樣品2。其xrd圖譜見圖2，表明所有衍射峰均能與ti4o7出峰位置匹配，說明是ti4o7；其sem圖片見圖5，顆粒表面上的納米碳纖維是表面包覆的碳層；bet比表面積為25.590m²/g。

實施例3

稱取5g葡萄糖和45g金紅石二氧化鈦于燒杯中，加水、混勻、干燥，將得到的混合料裝入管式爐中，在流動的氬氣的條件下，設置反應溫度為1000℃，煅燒時間為1h，反應結束之后得到樣品3。其xrd圖譜見圖3，表明所有衍射峰均能與ti9o17出峰位置匹配，說明是ti9o17；其sem圖片見圖6，顆粒表面上的納米碳纖維是表面包覆的碳層；bet比表面積為8.657m²/g。

實施例4

取實施例2中所制備(bei)的(de)ti4o70.1g/l，0.3g/l和(he)0.6g/l應(ying)用(yong)于降解(jie)(jie)苯酚(fen)試驗(yan)中，在(zai)1l含(han)苯酚(fen)初始濃度為(wei)50mg/l的(de)模擬廢水中，調節ph為(wei)7，通入臭氧量為(wei)20mg/min，反應(ying)60min，進行機(ji)械攪拌，記錄不同(tong)時(shi)間下(xia)的(de)苯酚(fen)降解(jie)(jie)率(lv)以(yi)及toc去除率(lv)。

圖(tu)8中分別為實施例2中所制備的ti4o70.1g/l，0.3g/l和0.6g/l催(cui)化(hua)臭氧化(hua)下苯酚降(jiang)解(jie)(jie)情況(kuang)，說明加(jia)入0.1～0.6g/l催(cui)化(hua)劑對苯酚降(jiang)解(jie)(jie)效果基本一樣。

圖9中分別為(wei)實施例2中所制備的ti4o70.1g/l，0.3g/l和0.6g/l催化臭氧化下(xia)toc去(qu)除(chu)(chu)情況，說(shuo)明加入當催化劑量為(wei)0.3g/l和0.6g/l1小時候(hou)后toc去(qu)除(chu)(chu)率大致相同，均高于(yu)0.1g/l。

實施例5

取實施例2中(zhong)所制備的ti4o70.1g/l，0.3g/l和0.6g/l應(ying)用(yong)于降(jiang)解羅(luo)丹(dan)(dan)明(ming)(ming)b試驗中(zhong)，在1l含羅(luo)丹(dan)(dan)明(ming)(ming)b初(chu)始濃度為(wei)500mg/l的模擬(ni)廢水中(zhong)，調(diao)節ph為(wei)7，通(tong)入臭氧(yang)量為(wei)50mg/min，反應(ying)60min，進行機械攪拌，記錄不同時間下的羅(luo)丹(dan)(dan)明(ming)(ming)b降(jiang)解率以及(ji)toc去除率。

圖10中分別為實(shi)施例2中所制備的(de)ti4o70.1g/l，0.3g/l和(he)0.6g/l催(cui)化(hua)臭氧(yang)化(hua)下羅丹(dan)明(ming)b降(jiang)解情況(kuang)，說明(ming)加入0.1～0.6g/l催(cui)化(hua)劑對苯酚(fen)降(jiang)解效果基本一樣。

圖11中分別為實施例2中所制(zhi)備的(de)ti4o70.1g/l，0.3g/l和0.6g/l催化臭氧化下(xia)toc去(qu)除(chu)情況，隨著催化劑量的(de)增加(jia)，羅丹明b的(de)toc去(qu)除(chu)率有略微增加(jia)。

實施例6

在(zai)25℃，在(zai)1l含苯(ben)(ben)酚(fen)初(chu)始濃(nong)度為(wei)(wei)50mg/l的(de)(de)模擬廢水(shui)中，調節ph為(wei)(wei)3、6、8和(he)9，添加ti4o7催化(hua)(hua)劑(ji)0.3g/l，通入臭氧量為(wei)(wei)20mg/min，反(fan)應(ying)60min，進行(xing)機械攪拌，記錄不同時(shi)(shi)(shi)間下(xia)(xia)的(de)(de)苯(ben)(ben)酚(fen)降(jiang)解率以(yi)及toc去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率。在(zai)3、6和(he)8三(san)種(zhong)ph下(xia)(xia)進行(xing)降(jiang)解苯(ben)(ben)酚(fen)實(shi)驗(yan)，苯(ben)(ben)酚(fen)完(wan)全(quan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間均為(wei)(wei)20min，當(dang)(dang)ph為(wei)(wei)9時(shi)(shi)(shi)，苯(ben)(ben)酚(fen)完(wan)全(quan)降(jiang)解為(wei)(wei)25min；在(zai)ph＝3的(de)(de)條件下(xia)(xia)，一小時(shi)(shi)(shi)后toc去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率為(wei)(wei)92.8％；當(dang)(dang)ph升到6時(shi)(shi)(shi)，toc去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率為(wei)(wei)92％；當(dang)(dang)ph升到8時(shi)(shi)(shi)，toc去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率為(wei)(wei)89％；而當(dang)(dang)ph增加到9時(shi)(shi)(shi)，toc去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率為(wei)(wei)62％。說明當(dang)(dang)ph在(zai)3～8之間，苯(ben)(ben)酚(fen)降(jiang)解和(he)礦化(hua)(hua)均達到很(hen)好的(de)(de)效果，當(dang)(dang)ph繼續升高，苯(ben)(ben)酚(fen)的(de)(de)降(jiang)解和(he)礦化(hua)(hua)效果都(dou)將有所(suo)下(xia)(xia)降(jiang)。

實施例7

在(zai)25℃，在(zai)1l含羅丹明b初始(shi)濃度(du)為50mg/l的(de)(de)(de)模擬(ni)廢(fei)水中，調(diao)節(jie)ph為3、6、8和(he)9，添加ti4o7催化(hua)劑0.3g/l，通入臭(chou)氧(yang)量為50mg/min，反應60min，進行機(ji)械(xie)攪(jiao)拌，記錄不(bu)同時(shi)間下的(de)(de)(de)羅丹明b降(jiang)解率(lv)以及toc去除(chu)(chu)率(lv)。在(zai)ph為3、6、8和(he)9下進行降(jiang)解酚實驗，羅丹明b完(wan)全去除(chu)(chu)的(de)(de)(de)時(shi)間均為20min；但隨著ph增加到9，toc去除(chu)(chu)率(lv)和(he)ph＝3、6和(he)8相比，降(jiang)低(di)了20％。因此當ph在(zai)3～8之間，羅丹明b的(de)(de)(de)礦化(hua)和(he)降(jiang)解效果都(dou)是(shi)最佳的(de)(de)(de)。

實施例8

在25℃，在1l含苯(ben)酚初始濃度為(wei)50mg/l的模(mo)擬廢水中(zhong)，調節(jie)ph為(wei)7，添(tian)加n值不(bu)同(tong)的亞氧化鈦(tai)催化劑0.3g/l，通入臭(chou)氧量為(wei)20mg/min，進行機械(xie)攪拌，反(fan)應90min，記錄(lu)不(bu)同(tong)時間下的苯(ben)酚降解率以及toc去除率。結果分別如(ru)圖12和13所示。

圖12中(zhong)分(fen)別為(wei)單(dan)獨(du)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(無催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑)、實(shi)(shi)施(shi)(shi)例1中(zhong)ti6o11(樣品(pin)1)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、實(shi)(shi)施(shi)(shi)例2中(zhong)ti4o7(樣品(pin)2)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、實(shi)(shi)施(shi)(shi)例3中(zhong)ti9o17(樣品(pin)3)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)下(xia)苯(ben)酚(fen)降解情況。從實(shi)(shi)驗結(jie)果可以看出，催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)完全降解苯(ben)酚(fen)時間(jian)(jian)比單(dan)獨(du)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)完全降解苯(ben)酚(fen)的時間(jian)(jian)提前(qian)了(le)20～30分(fen)鐘，說明亞(ya)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的加入顯著加速了(le)苯(ben)酚(fen)的降解。

圖13中(zhong)單(dan)獨臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(無(wu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑)、實(shi)施(shi)例(li)1中(zhong)ti6o11(樣品(pin)1)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)、實(shi)施(shi)例(li)2中(zhong)ti4o7(樣品(pin)2)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)、實(shi)施(shi)例(li)3中(zhong)ti9o17(樣品(pin)3)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)下toc去(qu)(qu)除(chu)情(qing)況(kuang)。從(cong)實(shi)驗結果可以看出，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)在10～20分(fen)鐘的toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)就(jiu)達到(dao)單(dan)獨臭(chou)氧(yang)(yang)在90分(fen)鐘toc的去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)在60分(fen)鐘就(jiu)達到(dao)穩定，60～90分(fen)鐘內(nei)，toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)變化(hua)(hua)(hua)很小。

實施例9

在25℃，在1l含羅丹明b初始濃度為500mg/l的(de)模擬廢(fei)水中，調(diao)節ph為7，添(tian)加n值(zhi)不同的(de)亞氧化鈦催化劑0.3g/l，通入臭氧量為50mg/min，進行(xing)機械攪(jiao)拌，反應(ying)90min，記錄不同時間下的(de)羅丹明b苯酚降解(jie)率(lv)以及toc去除率(lv)。結果分(fen)別如圖14和(he)15所示。

圖14中(zhong)(zhong)分別(bie)為單獨臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(無催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑)、實(shi)(shi)施例1中(zhong)(zhong)ti6o11(樣(yang)(yang)品(pin)1)催化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)、實(shi)(shi)施例2中(zhong)(zhong)ti4o7(樣(yang)(yang)品(pin)2)催化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)、實(shi)(shi)施例3中(zhong)(zhong)ti9o17(樣(yang)(yang)品(pin)3)催化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)下羅(luo)丹(dan)明b的(de)降解(jie)(jie)情況。從(cong)實(shi)(shi)驗結果可以看出，催化(hua)(hua)(hua)(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)完全降解(jie)(jie)羅(luo)丹(dan)明b的(de)時間比(bi)單獨臭(chou)(chou)氧(yang)完全降解(jie)(jie)羅(luo)丹(dan)明b的(de)時間提(ti)前了(le)(le)10分鐘，說明亞氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦的(de)加入(ru)顯(xian)著加速了(le)(le)羅(luo)丹(dan)明b的(de)降解(jie)(jie)。

圖15中(zhong)(zhong)單獨臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(無催(cui)化(hua)(hua)劑)、實(shi)(shi)施(shi)例(li)1中(zhong)(zhong)ti6o11(樣品(pin)1)催(cui)化(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、實(shi)(shi)施(shi)例(li)2中(zhong)(zhong)ti4o7(樣品(pin)2)催(cui)化(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、實(shi)(shi)施(shi)例(li)3中(zhong)(zhong)ti9o17(樣品(pin)3)催(cui)化(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)下toc去(qu)(qu)除(chu)情況。從(cong)實(shi)(shi)驗結果(guo)可以(yi)看出，催(cui)化(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)在20分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)的toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)就達到單獨臭(chou)氧(yang)(yang)在90分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)toc的去(qu)(qu)除(chu)效率(lv)(lv)。在90分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)內，催(cui)化(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)隨著(zhu)時間的增(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)加(jia)(jia)，最(zui)終90分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)后toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)比(bi)單獨臭(chou)氧(yang)(yang)在90分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)的toc去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)高(gao)了41％～49％。

實施例10

取(qu)實施例(li)2中所制備的(de)(de)ti4o70.3g與市(shi)場上買到的(de)(de)ti4o70.3g應用于(yu)降解(jie)(jie)苯酚試驗中。其余操(cao)作(zuo)同實施例(li)8，市(shi)場上所售(shou)的(de)(de)ti4o7應用于(yu)催(cui)化(hua)臭(chou)氧化(hua)降解(jie)(jie)苯酚所需時間為35分(fen)鐘，一小時后的(de)(de)toc去(qu)除率為75％，苯酚的(de)(de)降解(jie)(jie)和礦化(hua)明顯不及實施例(li)2中所制備的(de)(de)ti4o7。

實施例11

將反(fan)應(ying)之(zhi)后(hou)的苯酚(fen)水(shui)樣通過實驗(yan)室(shi)陶瓷膜裝置過濾得(de)到(dao)使用之(zhi)后(hou)的樣品(pin)1(ti6o11)，在(zai)氮(dan)氣氣氛下500℃煅(duan)燒(shao)2小時再生(sheng)，進行重復(fu)利用，重復(fu)實例8中的操作流程。最終(zhong)一共循環(huan)8次(ci)，得(de)到(dao)最終(zhong)數據進行分析。重復(fu)試驗(yan)結果如表1所(suo)示，當(dang)重復(fu)利用8次(ci)之(zhi)后(hou)，催(cui)(cui)化劑ti6o11的催(cui)(cui)化活性仍能達到(dao)原來的80％以上。通過測試icp得(de)出每次(ci)反(fan)應(ying)之(zhi)后(hou)溶液(ye)中ti離子(zi)濃度僅為0.101mg/l,催(cui)(cui)化劑質量損失非常少。

實施例12

將反應之(zhi)后(hou)的(de)(de)苯酚水樣通(tong)過實驗室陶瓷膜裝置過濾得到使(shi)用(yong)之(zhi)后(hou)的(de)(de)樣品(pin)2(ti4o7)，在氮(dan)氣氣氛下450℃煅燒2.5小(xiao)時(shi)再生，進行重(zhong)(zhong)(zhong)復利(li)用(yong)，重(zhong)(zhong)(zhong)復實例8中的(de)(de)操(cao)作流(liu)程。最終一共循環8次，得到最終數據(ju)進行分析(xi)。重(zhong)(zhong)(zhong)復試驗結果如表1所(suo)示(shi)，當重(zhong)(zhong)(zhong)復利(li)用(yong)8次之(zhi)后(hou)，催(cui)化(hua)(hua)劑ti4o7的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)活(huo)性仍能(neng)達到原來的(de)(de)75％以上。通(tong)過測試icp得出每次反應之(zhi)后(hou)溶(rong)液中ti離子(zi)濃度(du)僅為0.112mg/l,催(cui)化(hua)(hua)劑質(zhi)量損失非常少。

實施例13

將反應之(zhi)后的苯酚水樣通(tong)過(guo)實驗室(shi)陶瓷膜裝置過(guo)濾(lv)得到使用(yong)之(zhi)后的樣品3(ti9o17)，在氮氣(qi)氣(qi)氛下400℃煅燒3小時再生，進行重復利用(yong)，重復實例(li)8中的操作(zuo)流程。最終(zhong)一共(gong)循環(huan)8次(ci)，得到最終(zhong)數(shu)據進行分析(xi)。重復試(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)如表(biao)1所示，當重復利用(yong)8次(ci)之(zhi)后，催(cui)化(hua)劑ti9o17的催(cui)化(hua)活性仍能(neng)達(da)到原來的85％以(yi)上。通(tong)過(guo)測(ce)試(shi)(shi)icp得出每次(ci)反應之(zhi)后溶液中ti離(li)子(zi)濃度僅為(wei)0.127mg/l,催(cui)化(hua)劑質(zhi)量損失(shi)非常少。

表1