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從圖2中可以看出,印染廢水的起始pH值為7 時,降解液CODcr下降快。從對實際印染廢水做的平行實驗結(jié)果看,初始pH值為原水pH值6·6時,光降解效果最佳。堿性條件則不利于有機(jī)物的去除,其原因為:①TiO2在不同pH值的溶液中其ξ電勢不同,據(jù)文獻(xiàn)報道〔5〕,低pH值時的電勢為正(有利于帶負(fù)電荷的有機(jī)基團(tuán)的吸附)。而在堿性條件下TiO2的ξ電勢為負(fù)(不利于陰離子基團(tuán)的吸附)。對于印染廢水來說, 許多染料溶于水后都呈帶色的陰離子基團(tuán),因此適合在酸性條件下用TiO2光催化氧化法進(jìn)行處理。將不同pH值時,石英砂負(fù)載TiO2薄膜在低壓紫外光光照條件下的印染廢水降解反應(yīng)用H-L動力學(xué)方程按一級以最小二乘數(shù)法進(jìn)行擬合,結(jié)果列于表3。由表3可知, pH值=3或10時,用一級反應(yīng)動力學(xué)方程擬合,相關(guān)度R2很好。則不同pH值=3或10 的印染廢水的降解過程遵循一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律,而

一般認(rèn)為,TiO2光催化的本質(zhì)在于TiO2半導(dǎo)體在紫外光的照射下產(chǎn)生光生載流子(光生電子與空穴), 光生載流子的空穴具有很強(qiáng)的氧化作用,可以氧化和其相遇的有機(jī)物;另一方面,空穴還可以將水氧化使之生成羥基自由基,羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性, 同樣可以氧化有機(jī)物。人們普遍認(rèn)為后者是主要的。H2O2對光催化降解有機(jī)物的促進(jìn)作用一方面是由于H2O2在紫外光的照射下產(chǎn)生羥基自由基,還可能因為H2O2是一種電子俘獲劑,可有效地阻止光生載流子的復(fù)合,極大提高光催化的量子效率,使有機(jī)物的降解效率提高。

由圖3得出,當(dāng)H2O2的投加量為0·2mL/100mL時, 降解液CODcr下降快。這是因為:①H2O2是比O2更好的電子接受體,它能通過移去表層捕獲的電子而加速光催化速率,從而降低電子-空穴復(fù)合率;②H2O2能夠被光解直接產(chǎn)生·OH自由基;③液相有時會產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象,過氧化物的加入可以提供足夠的O2使反應(yīng)朝著預(yù)期的方向加速進(jìn)行〔6〕。