苯乙酮又名乙酰苯, 常溫下為無色晶體或者淺黃色油狀液體,微溶于水,易溶于許多有機溶劑,是常見的有機化學品及藥物中間體, 在有機化工廢水中普遍存在。苯乙酮結構中含有對生物呈強抑制作用且自然界很難降解的苯環, 是一種有代表性的有機污染物。由于苯乙酮分子是一高共軛體系,采用一般方法無法將其降解成無機小分子。半導體多相光催化技術降解有機污染物的能力強、無二次污染、設備簡單、操作條件易控制,受到人們的日益重視〔1-3〕。在眾多的半導體催化劑材料中,TiO2納米材料因具有無毒、化學性質穩定、氧化能力強和催化效率高等特性而備受關注〔4-6〕。TiO2有三種晶型, 其中以銳鈦礦型的光催化性能最好。盡管如此,TiO2的實際應用仍然受到兩大因素嚴重制約:一是光生電子—空穴對復合幾率高,導致量子效率低;二是禁帶寬度大(Eg=3.2 eV),只能被紫外光激發,導致太陽能利用效率低〔2,7〕,所以人們希望克服上述二點不足而將其作為研究熱點〔8-12〕。研究表明,在TiO2晶格中摻雜能降低TiO2的禁帶能隙,擴大它對可見光的響應,提高對可見光的吸收。以水熱法制備TiO2能將金屬離子有效而均勻地摻入TiO2晶體中〔8〕,摻雜的金屬離子能成為電子或空穴的捕獲阱并延長由光照生成的自由基(·O2、·OH 等)的壽命從而可有效提高光催化效率。到目前為止, 關于金屬摻雜TiO2的制備及光催化性能研究已有較多〔6-8,11-14,15-16〕,但有關其光催化降解動力學過程的報道卻很少。筆者以苯乙酮為降解對象,研究用水熱法自制的銳鈦礦型鐵摻雜TiO2粉末可見光催化降解苯乙酮時的影響因素, 并對催化反應速率進行擬合。 |