表面活性剂光降解催化.ppt
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1、1,2,安徽大学 化学工程与工艺,3,表面活性剂光催化降解,材料搜集:09 小李 ppt制作:09 小刘演讲:09 小多,4,目前,针对表面活性剂的降解处理常用方法有吸附降解、焚烧降解、生物降解等,而最有应用前景、研究最活跃的技术是光催化降解技术。,表面活性剂,5,光催化降解,1.概述2.降解机理3.光降解催化剂4.影响光催化降解的因素5.发展前景,表面活性剂,6,概述,光催化降解技术是近30年才发展起来的降解方法。1972年藤岛等发现受光辐射的TiO2上可以持续发生水的氧化还原反应,产生HO。之后人们就开始研究光催化氧化水中的有机污染物的降解。,表面活性剂,7,该方法的优点:光催化降解在常温
2、常压下就可以进行,反应原料仅需要太阳光、氧气和水。更重要的是,光催化降解具有成本低、降解率高、二次污染少,且最终能将有机污染物彻底分解为CO2,H2O和其他无机盐等优点。,表面活性剂,8,降解机理,1.光催化降解动力学机理 Hidaka等首次利用人工光源研究了阴离子表面活性剂LAS和阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氧化铵BDDAC在Ti02做催化剂下的降解。应用LangmuirHinshelwood(朗缪尔-欣谢尔伍德)模型得出降解速率表达式为:1r=1(kKc)+1k 其中:K为与表面活性剂结构相关的常数,k为降解反应常数,只与光源、催化剂活性、反应 介质有关,而与表面活性剂结构无关。,表
3、面活性剂,9,2.光催化降解热力学机理 GimYang Pee提出光催化空化降解的热力学模型,定义在空化降解中的热量可以表示为:,其中:m为基质的质量,Cp为基质比热容,为在超声波辐射下,温度随时间的变化率,Tp为温度的比热容,A为表面活性剂湿的表面积,x为管壁的厚度,为管壁的密度,表面活性剂,10,光降解催化剂,光催化剂的作用机理是当光照射至催化剂表面时,能量大于禁带宽度的光电子被吸收,而将价带的电子激发到导带,在半导体中产生光电子和空穴。所产生的光电子和空穴分别具有强还原性和强氧化性,与表面活性剂发生强的氧化反应,从而达到降解效果。,表面活性剂,11,主要催化剂有:,1.半导体催化剂 2.
4、铁离子和负载型的铁系光催化剂 3.杂多酸光催化剂 4.金属酞菁光催化剂 5.复合型光催化剂 6.层状结构的光催化剂 7.络合物光催化剂,表面活性剂,12,1.半导体光催化剂,主要以TiO2和ZnO为主,原因是其难溶、无毒、成本低,几乎能降解所有的表面活性剂,生成或易降解的小分子,且光催化稳定性高等。,表面活性剂,13,虽然TiO等半导体光催化降解技术还不是很完善,但是由于反应条件温和,操作条件容易控制,氧化能力强,无二次污染,加之TiO2化学稳定性高、无毒等优点,因此仍是一种很有前景的表面活性剂降解技术。,表面活性剂,14,应用探究:纳米AgZnO光催化剂催化降解壬基酚聚氧乙烯醚TiO2光催化
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