《二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水动力学研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水动力学研究（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、个人资料整理 仅限学习使用1 / 11实验 0801 陈红梅（200811052钟珊（200811057二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学研究摘要： 以甲基橙为研究对象， 探讨了在 253. 7 nm UV的照射下 TiO2光催化降解甲基橙的影响因素以及光催化反应的动力学模型。结果表明，当 Ti02 授加量为 30 mg/L、反应时间为 120 min、甲基橙 初始浓度为 10 mg/L、pH 直为 5 时，甲基橙降解率达到 99. 57%。Ti02 投加量、甲基橙浓度、pH 直对光催化降解的表观一级速率常数 有很大影响。光催化降解甲基橙反应动力学符合准一级 Lan gmuir-Hins
2、helwood 方程。b5E2RGbCAP关键词：紫外光催化；甲基橙；动力学l 实验结果我们根据所查找的文献知道了在 253. 7 nm UV 的照射下 TiO2 光催化降解甲基橙的反应在 Ti02 授加量为 30 mg/L、 反应时间为 120 min、甲基橙初始浓度为 10 mg/L、pH 直为 5 时，甲基橙降解率最大， 达到99. 57%。Ti02 投加量、甲基橙浓度、pH 直对光催化降解的表 观一级速率常数有很大影响。采用控制变量法分别得到二氧化钛投 加量、反应时间、 甲基橙初始浓度、 pH 直的影响分别如图 1、 图 2、 图 3、 图 4p1EanqFDPw个人资料整理 仅限学习
3、使用2 / 1165/图3初始浓度对光催化降解甲葛橙的影晌10; %/券地&.010_20J5SO6080丁心校切口如旷J刚519085初始建陵 ArHAL 1个人资料整理 仅限学习使用3 / 11ffl 4 pH值对光催化降解甲基橙的影响2 TiO2 光催化降解甲基橙废水的动力学研究代表气相反应物，且 A 的吸附强度中等，k2代表表面反应速率常数，aA代表 A 的吸附系数）可以用同样的方法推出光催化降解动力学普遍(1RTCrpUDGiT式中：C0为化合物的初始浓度；r 为化合物在反应器中的反应速率；Ct为 t时刻化合物的浓度；k 为化合物的 Langmuir 速率常数；K 为化合物 在催化剂
4、上的吸附常数。5PCZVD7HXAk 受二氧化钛投加量、甲基橙初始浓度、pH 值的影响，根据实验结果 可以得到 k 与他们的定量关系；K 可以由悬浮相中吸附常数方程得到, 由此就可以得出二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学方程。jLBHrnAlLg2.1 求 k 与二氧化钛投加量、甲基橙初始浓度、pH 值的关系6 8pHg gs 6 49 9 9 ui连碍養S-r=-我们推导过气固相多相系统反应动力学方程为dPAdtk2aAPA1APA(1 0.0328C。)个人资料整理 仅限学习使用6 / 11图6甲基橙初始浓度与Jt的拟合曲域2. 1. 2 pH 值的影响甲基橙初始浓度为 10 mg/
5、L，将不同 pH 值的甲基橙模拟废水光催化降由图 7 可知与 t 基本呈线性关系，同理可求出不同 pH 值下的反应速率常数 k,见表 2。个人资料整理 仅限学习使用7 / 11衆2甲基植模拟废水pH值对炭现一级速率犠數*的影响TaK 2 Theeffwt of pH value of methyl orange wastewateron degradation rate constantpH 值248100 03670- 02910. 02280. 0202由表 2 可知，甲基橙的表观一级反应速率常数 k 随 pH 直的增大而减小。 据表 2 数据绘制函数曲线，如图 8 所示，利用 Origi
6、n7 . 0 进行非线性 回归，得出二阶指数函数为：k = Q. 00962 + 6 02869才詁繇+0.06915&-晟I(3)2. 1. 3 TiO2 投加量的影响甲基橙初始浓度为 10 mg/L,将不同 TiO2 投加量(M对甲基橙光催化ffi*不同Ox投加时ln(co/cj与f的关系由图 9 可知，1与 t 呈线性关系，经一级拟合后的相关系降解实验数据进行积分处理,绘制曲线;C见Ct)-9tdvzfvkwMIl4-QGAa一个人资料整理 仅限学习使用8 / 11数最好，表明该反应遵循一级反应动力学规律。据此求出不同TiO2个人资料整理 仅限学习使用9 / 11投加量下的反应速率常数
7、k,见表 3。rqyn14ZNXI表3TiQ,投加对衷现一级連率常数k的影晌Tab- 3 The effect of TiQi dosage on degradtivQrate constant of Ehethyl orangeM/mg - L1510153050A/min_l0.00790- 010?0. 01110.03070. 0292据表 3 数据绘制函数曲线，如图 10 所示，利用 Origin7 . 0 进行非线性 回归，得出函数关系为：fe = L 57787X+0.00142M-0, 00152(4根据式(2式(4，在考虑到初始浓度、催化剂用量、溶液 pH 直三个主要因素的条
8、件下，建立速率常数 k 的表达式如下：EmxvxOtOco = (1 -O.O328G) (0.0C96Z + 6Q2869 厂 lA +0.06915*)(1.57787X10+0.00142M-0.00152)2. 2 吸附常数表达式的建立溶解度，mg/L;是|化合物的初始浓度，mg/L;是化合物分子的摩尔3体积，；是吸附调 m 常数 m oP，不依赖于化合物的类型，是 吸附剂类型的函数。本实验采用 T=298 K,求出所用 TiO2 的值。不同初始浓度下呻基橙吸附常数 K 的实验值通过方程1 )中式中：是化合物的引用文献个人资料整理 仅限学习使用10 / 11综上可知，建立的TiO2 悬
9、浮体系光催化降解反应的动力学模型如下:其中(1 -0- 0328cc) (0 + (e G)K其中sJh=(l - 0.032&0) (0. OO96q + 0,028fl9rfiAi +O6915erin3i)(l. 57787X10*sAF+0. 00142M-0. 00152)；字90)_打强竝K=- -个人资料整理 仅限学习使用12 / 11“1一西巴厂皿叮参考文献：1 王磊，夏璐，鲁栋梁，胡玉平.二氧化钛紫外光催化降 解甲基橙废水的动力学研究J.化学与生物工程，2018，Vol.27 No.3.OYujCfmUCw2左言军，习海玲，张建宏，李志军，周放. TiO2 悬浮体系光催化降解反应动力学模型的建立J.催化学报，2001,22 : 216 223GMslasNXkA5潘纲,刘媛媛.吸附模式对有机物光催化降解的影响3.MEA-Langmuir-Hinshelwood 光催化降解动力学方程 J环境化学，2006 年 1 月，第 25 卷，第一期。TlrRGchYzg
二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水动力学研究
