【摘 要】
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地表水源地蓝藻水华暴发会释放二次代谢物—一微囊藻毒素(Microcystins,MCs),其中,MC-LR是毒性最强,污染最普遍的一类肝毒素,严重威胁着饮用水安全,对其高效降解矿化方法的研
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地表水源地蓝藻水华暴发会释放二次代谢物—一微囊藻毒素(Microcystins,MCs),其中,MC-LR是毒性最强,污染最普遍的一类肝毒素,严重威胁着饮用水安全,对其高效降解矿化方法的研究具有重要意义。本研究采用溶胶凝胶法,以硅藻土为载体,制备负载型N-TiO2/D光催化剂,首先通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、比表面积(BET)、光电子能谱(XPS)及傅立叶红外(FT-IR)对其进行系列表征,分析优化制备条件;接着以水中大分子有机物腐殖酸(Humicacid,HA)为降解对象,通过主要影响因素实验,探讨所制备材料N-Ti02/D可见光催化性能,并筛选出性能最佳的光催化剂;在此基础上,进而探究最佳可见光催化性能N-TiO2/D材料对水中MC-LR的去除效率和氧化矿化程度,分析影响因素、降解动力学和反应机理。研究结果表明:采用溶胶凝胶法制备的N-TiO2/D光催化剂纳米材料粒径在10-20 nm之间,粒径小,分散性好,不易发生晶体团聚;硅藻土的负载,显著增大了可见光区的吸收光阈值;煅烧温度350℃、掺N量8%的硅藻土负载制备所得N-TiO2/D的材料具有最优可见光催化活性。该光催材料对初始浓度5mg/L的HA溶液,可见光催化反应180 min后,降解率最佳,可达93.0%。利用上述制得8%N-TiO2/D(350℃)光催化剂对MC-LR进行可见光催化降解,在最适投加量I g/L时,对初始浓度1 mg/L的MC-LR溶液可见光照射6 h后,降解率达95.0%,氧化矿化率为83.9%,该反应符合准一级动力学方程,降解速率常数为0.4533 h-1。验证了8%N-TiO2/D(350℃)是可见光下高效降解矿化MC-LR的新方法,可为含MC-LR污染原水处理提供技术支持。
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