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本文作者以悬浮态TiO2态光催化体系为基础,对饮用水中的腐殖酸进行了光催化氧化研究。腐殖酸在水体中,不仅会影响水的色度和嗅味,而且会在氯消毒过程中产生副产物——三卤甲烷,已有报道这些小分子卤代物是致癌物质。因此,去除天然水体的腐殖酸,可以很大程度上提高供水水质,保障人体健康。本文采用溶胶-凝胶法分别制备了掺锌、掺铜和锌铜共掺三种改性TiO2,并对其光催化降解腐殖酸进行了比较研究,主要研究内容如下: (1)以Zn(NO3)2.6H2O为锌源,采用溶胶-凝胶法制备了掺锌纳米TiO2催化剂。通过XRD、SEM等方法对催化剂进行了表征,考察了焙烧温度和掺锌量对光催化降解HA的影响。进一步研究了降解HA的影响因素得出,取浓度为10mg/L腐殖酸,调pH=6.5,投入掺锌量为2％的纳米TiO2光催化剂2g/L,在15W紫外灯照射下反应3h,腐殖酸的降解率可达94.19%。当腐酸殖浓度和pH值保持不变,在太阳光下,催化剂投加量为1g/L,掺锌量为5%的纳米TiO2光催化反应3h对水中腐殖酸的降解率最高可达71.61%。 (2)以Cu(NO3)2.3H2O为铜源,制备了掺铜纳米TiO2催化剂。研究了焙烧温度、反应时间和催化剂投加量等因素对HA去除率的影响。结果表明,当腐殖酸初始浓度为10mg/L,溶液pH=6.5,催化剂投加量为2g/L,掺铜量为0.5%的TiO2在15W紫外灯光照3h下对水中腐殖酸的去除率最高可达60.82%。太阳光下,保持腐殖酸浓度不变,调整pH=3.5,催化剂用量为2g/L时,光催化反应3h对水中腐殖酸的去除率最高可达37.5%。 (3)以Zn(NO3)2.6H2O为锌源,Cu(NO3)2.3H2O为铜源,采用溶胶-凝胶法首次制备了锌铜共掺纳米TiO2催化剂。研究了pH、腐殖酸溶液初始浓度和催化剂焙烧温度等因素对腐殖酸降解率的影响。实验结果得出:当腐殖酸质量浓度为10mg/L,催化剂投加量为2g/L,在15W紫外灯光照3h下,掺0.5%Cu-1%Zn复合TiO2光催化剂对腐殖酸的降解率可达到76.82%。在太阳光下,保持腐殖酸浓度不变,调整pH=5.5,催化剂用量为2g/L时,掺2%Cu-1%Zn复合TiO2对水中腐殖酸的去除率可达50.62%。