超声波-杂多酸负载TiO2光催化降解苯酚废水的优化研究

"超声波-TiO2负载杂多酸光催化降解苯酚废水的研究" 在环境污染控制领域，特别是水处理技术中，苯酚作为常见的工业废水污染物，其高效去除一直是关注的重点。该研究由姜志琛和徐东耀进行，通过结合超声波技术和光催化原理，提出了一种新的苯酚废水处理方法——超声波-TiO2负载杂多酸光催化降解。他们采用浸渍-微波烧结法制备了H3PW12O40/TiO2光催化剂，其中TiO2作为载体，H3PW12O40为活性成分，这种杂多酸具有优异的光催化性能。 文章详细探讨了多种因素对苯酚去除率的影响，包括苯酚初始浓度、处理时间、溶液的初始pH值以及光催化剂的投加量。实验结果显示，在最优条件下，即苯酚初始浓度为25mg/L、处理时间为5小时、溶液初始pH值为6、光催化剂投加量为0.6 g时，苯酚去除率能达到97.2%。这一结果表明，该技术在苯酚废水处理方面具有显著的效果，且可能比传统方法更为经济和高效。 超声波技术在此过程中的作用是通过产生的空化效应，增加溶液中的氧气溶解度，提高污染物的分散度，促进光催化剂与污染物的接触，从而加速反应速率。而TiO2作为一种广泛使用的半导体光催化剂，能吸收紫外线并产生电子-空穴对，这些活性对苯酚的氧化降解起关键作用。负载的杂多酸H3PW12O40进一步增强了光催化活性，可能是因为它提供了更多的活性位点，提高了光生电子和空穴的捕获效率，降低了它们的复合概率。 此外，研究还讨论了溶液pH值的影响，pH值的改变会影响苯酚的存在形态以及光催化剂表面的电荷分布，进而影响催化活性。而催化剂的投加量则直接影响了反应物与催化剂的接触面积，从而影响苯酚的降解效率。 这项研究不仅为含酚废水的处理提供了新的解决方案，也为设计和优化光催化系统提供了理论依据。通过深入理解超声波与光催化协同作用的机制，可以为开发更多高效、环保的废水处理技术提供借鉴。同时，这种联合技术的应用也预示着在其他有机污染物处理领域有广阔的应用前景。