圖6不同pH值下的染料降解率
由圖6可以看出,pH值3是最佳的降解環(huán)境。在強(qiáng)酸性降解環(huán)境中,降解率明顯高于其它條件,但pH值為5時(shí)的降解率有所下降。弱堿性環(huán)境中,降解率要優(yōu)于中性環(huán)境。
溶液初始pH值對(duì)光催化降解的影響比較復(fù)雜。一方面,溶液初始pH值直接影響催化劑表面所帶的電荷性質(zhì)和污染物在催化劑表面的吸附行為;另一方面,溶液初始pH值還影響了半導(dǎo)體催化劑在水中的聚集顆粒大小和催化劑的能帶位置。在較低的pH值條件下,TiO2分子表面的電勢(shì)為正,有利于光生電子向TiO2表面遷移,抑制光生電子與空穴的復(fù)合,從而提高TiO2的光催化活性。在弱堿性溶液中,TiO2的表面帶負(fù)電荷,有利于其表面吸附空穴,使其具有高活性的空穴,在反應(yīng)過(guò)程中消耗吸附在表面的H2O和OH-,并將其氧化成具有強(qiáng)氧化活性的·OH自由基。
2.4.4重復(fù)利用性
圖7為納米TiO2負(fù)載薄膜多次使用后的降解效果。
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圖7納米TiO2負(fù)載薄膜重復(fù)使用的降解率
由圖7可以看出,負(fù)載型催化劑使用5次后的降解率略有下降,但5h后的降解率仍可達(dá)到91.6l%,僅降低了6%左右。這可能是因?yàn)樵群?jiǎn)單附著在纖維表面的零散TiO2納米顆粒掉落,但其含量極低;而棉纖維素纖維含有大量的羥基,親水性強(qiáng),因此除了外部浸軋作用力之外,納米TiO2還可通過(guò)氫鍵、范德華力與棉纖維的結(jié)合,增加了其與棉纖維結(jié)合牢度。試驗(yàn)制備的負(fù)載型催化劑的重復(fù)利用效果較好,達(dá)到了循環(huán)利用的目的。
2.4.5酸性橙Ⅱ的降解歷程
用制備的催化材料降解初始濃度為30mg/L的酸性橙Ⅱ,采用UV-VIS光譜儀對(duì)光催化降解酸性橙Ⅱ之后的溶液進(jìn)行190~600nm波長(zhǎng)掃描。圖8為不同光照時(shí)間后酸性橙Ⅱ的波長(zhǎng)掃描圖。
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