改性TiO2/GAC光电协同处理甲基橙废水

作者：张黎; 王春昊; 黄殿男; 张磊

来源：工业水处理, 2022, 42(12): 122-127.

DOI：10.19965/j.cnki.iwt.2022-0171

• 三维电极
• 二氧化钛
• 光电催化
• 甲基橙
• 离子掺杂

通过溶胶-凝胶法制备了颗粒活性炭(GAC)负载过渡金属和氮元素共掺杂改性的 TiO2(X-N-TiO2/GAC,X=Fe 或 Cu 或 Mn)，以光电协同催化处理甲基橙废水。阳极为铱钽钛板，阴极为钛板，长弧氙灯作光源，以 20 mg/L模拟甲基橙废水在 180 min 时的降解率为评价指标，优化材料的制备条件和反应电压，并进行 SEM 和 XRD 表征。结果表明，锐钛矿型改性 TiO2成功负载到 GAC 表面，溶胶-凝胶法的负载效果良好，掺杂均匀。在过渡金属离子掺杂方面，与 Cu-N-TiO2/AC 和 Mn-N-TiO2/AC 相比，Fe-N-TiO2/AC 表现出更高的催化效率。在 Fe 掺杂量为 0.6%、N 掺杂量 为 10%、反 应 电 压 为 14 V、反 应 时 间 为 180 min 的 条 件 下 ，甲 基 橙 降 解 率 可 达 到 92.27%，高 于 光 催 化 降 解 率(32.81%)和电催化降解率(55.79%)，也优于 P25 光催化的处理效果。Fe 和 N 的掺杂使 TiO2/GAC 产生可见光波段的响应。GAC 负载后的改性 TiO2虽然光催化效率有所下降，但具有易回收的优点，且可充当粒子电极，在光电协同催化体系中降解污染物，大幅提高降解效率。

• 单位
  沈阳建筑大学