nano3和naco3對光催化降解活性染料k-3r的影響研究(編輯修改稿)
2025-07-20 19:38 本頁面
【文章內容簡介】 (8) (9)CO32對光催化反應速率的作用機制主要是：CO32強烈吸附在催化劑表面，導致催化劑活性降低，同時可以捕獲羥基自由基OH和空穴。其作用過程可表示為： (10) (11)2實驗部分儀器備注722N可見分光光度計上海精密科學儀器有限公司Anke TGL16C型離心機上海安亭科學儀器廠恒溫磁力攪拌器深圳天南海北有限公司紫外殺菌燈管25 W上海市歐成實業(yè)有限責任公司TU1901雙光束紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司pHS3B Precision pH/mV/Temperature Meter上海理達儀器廠傅立葉紅外光譜儀FTIR 380 ( Nicolet，America)上海安亭科學儀器廠 原料與試劑表6. 試劑的種類與說明.試劑名稱純度出廠單位活性艷藍K3R商品濰坊第二印染廠TiO2催化劑商品濟南裕興化工廠NaNO3分析純天津市華東試劑廠Na2CO3分析純天津市永大化學試劑開發(fā)中心H2SO4分析純天津市永大化學試劑開發(fā)中心NaOH分析純天津市永大化學試劑開發(fā)中心 實驗裝置實驗時，將活性艷蘭K3R的染料溶液定量放在表面皿中，在電磁攪拌器攪拌下，放在波長為254nm的UVB紫外燈下進行暗箱照射，每隔20min用722分光光度計測定染料溶液的吸光度。實驗裝置圖如圖2。圖2. 實驗裝置簡圖（1）配制一定濃度的K3R染料溶液，運用嘗試法在722N分光光度計上測定染料溶液的最大吸收波長；將染料溶液配成不同的濃度梯度，在最大吸收波長的條件下用722分光光度計測定不同濃度下的染料的吸光度，確定標準工作曲線。（2）取適當濃度的染料溶液分成八組，分別加酸和堿，調節(jié)溶液PH值大致分別為114，取各PH下的溶液45ml,置于如圖4實驗裝置中進行攪拌暗箱光照，每光照20min靜止5min后取上層清夜測溶液吸光度。（4）將NaNO3換成Na2CO3，按步驟3測定染料溶液吸光度依次測定染料溶液吸光（3）取適當濃度的染料溶液八組，在最適PH值下加入NaNO3,按步驟2。度 實驗分析方法在一定的濃度范圍內，吸光度A與溶液濃度C成線形關系，濃度越高，吸光度越大。因此可以通過測定吸光度來計算染料的濃度，進而通過下式計算染料的降解率 （12）式中：C0：降解前溶液的濃度； Ct：降解后溶液的濃度。通過式（1）計算出降解率后，做時間降解率圖分析降解率與影響因素的關系，并進一步做出動力學分析。 實驗以直徑為20nm左右的分散態(tài)TiO2為催化劑,其粒徑形態(tài)如圖3。圖3. 納米TiO2的透射電鏡(TEM)照片 最大吸收波長與標準工作曲線的確定用722可見分光光度計測定活性艷藍K3R溶液的吸收光譜曲線，見圖4，由圖可得到活性艷藍K3R的最大吸收波長為588nm。圖4. K3R的最大吸收波長配制高濃度活性艷蘭K3R溶液，稀釋成不同的濃度梯度，在最大波長（588nm）下分別測定各個濃度下染料的吸光度，并作濃度—吸光度的工作曲線，見圖5，得到工作曲線A=+，據(jù)此工作曲線便可由染料得吸光度得到相應的染料濃度。圖5. 低濃度下K3R的工作曲線圖. 光催化降解染料影響因素的研究 PH值對K3R染料降解率的影響，分別取35ml于表面中，、、，在紫外光照射下每隔25min取樣一次，取樣七次后的時間—降解率曲線（見圖6）以及最終降解率pH曲線（見圖7）由圖圖7可以看出，PH值對染料的降解效率有明顯的影響，PH較小即酸性條件均對染料的降解起到明顯的促進作用，當PH大約為2~4時染料的降解效率最大，光催化效果最好；堿性條件較為復雜，當PH大約為8和pH為12 ~13時，染料降解率為70%以上，其余堿性條件下對染料降解作用較小。且前20min染料降解很快，隨時間的增長，染料降解效率逐漸變慢，80min后趨于平緩。圖6. PH值對染料降解率的影響 圖7. PH值與染料最終降解率的關系 無機鹽離子的影響 （1）硝酸鹽的影響，，分別加入濃度為90g/、3ml、6ml、9ml，補加蒸餾水于表面皿中使總的溶液體積為45ml，此時，染料中的NaNO3濃度分別為0g/L、、在相同條件下進行光催化反應，比較不同濃度的硝酸鹽的加入對K3R染料降解率的影響，作出時間—降解率曲線（見圖8）。圖10為相同染料濃度和催化劑加入量條件下，測得的時間—降解率曲線。圖圖11分別為兩種條件下測得的NaNO3濃度—最終降解率曲線。圖8. NaNO3對降解率的影響圖9 . NaNO3與染料最終降解率的關系由圖9可知，在酸性最適PH值下，NaNO3的加入對染料降解有明顯的促進作用且隨NaNO3濃度的增大降解效率增大，前二十分鐘降解率效率最大，可達80%左右，隨時間的推移，降解率效率減小。由圖11可看出，在堿性最適PH值下，NaNO3對染料降解率的影響規(guī)律與酸性下大致相同，都對染料降解率起到促進作用且強度先快后慢，值得注意的是，堿性條件下，降解率作用并不是隨著NaNO3濃度增大而增大，存在NaNO3的最適濃度，從圖中可以看出，NaNO3溶液的最適濃度為6g/L，此時染料的降解率約為85%。 圖10. NaNO3對降解率的影響圖11 . NaNO3與染料最終降解率的關系（3）碳酸鹽的影響，，將表面皿中待測溶液體積定為50ml，按加入硝酸鹽的方法分別加入NaCO3和蒸餾水若干，使溶液中NaCO3濃度分別0g/L、、?；诖?，研究了NaCO3 梯度濃度下染料降解率隨時間的變化規(guī)律，如圖12所示。 梯度濃度下染料降解率隨時間的變化規(guī)律，如圖14所示。圖12. NaCO3對降解率的影響 圖13. NaCO3與染料最終降解率的關系由圖13可知：在酸性最適PH值下隨著NaCO3的濃度的增加染料降解率先快后慢，NaCO3的最佳濃度為5g/L；在染料降解的二十分鐘內，K3R染料的降解效率最快，達到65%，但隨著時間的增加效果越來越緩慢。由圖15可知：在堿性最適PH值下，NaCO3的加入對染料降解起到促進作用，但濃度變化因素對染料的降解率影響不明顯，卻依舊是前二十分鐘降解效率極快，達到60%。圖14 . NaCO3對染料降解率的影響 圖15. 與染料最終降解率的關系4動力學規(guī)律分析 運用LangmuirHinshelwood(
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1