N-Zn/TiO2光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究

doi:10.11962/1006-4990.2019-0598

摘要/Abstract

摘要：

采用溶胶凝胶法合成了氮、锌共掺杂二氧化钛催化剂（N-Zn/TiO₂）,用于催化氧化双碱法脱硫废液中的亚硫酸钠。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和场发射环境扫描电镜对N-Zn/TiO₂催化剂的形貌和结构进行了表征。并考察了催化剂用量、溶液pH、空气流量、亚硫酸钠初始浓度对N-Zn/TiO₂光催化氧化亚硫酸钠的影响。实验结果表明：在不加N-Zn/TiO₂催化剂的情况下,将脱硫废液中的亚硫酸钠完全氧化需要8 h,而N-Zn/TiO₂在紫外光照射下能在1.5 h内将亚硫酸钠催化氧化完全。催化剂的用量对反应速率的影响最大,废液中亚硫酸钠的氧化速率随着催化剂用量的增多呈上升趋势。其次是溶液的pH对亚硫酸钠的氧化有较大影响,随着pH的增大,亚硫酸钠的氧化速率呈先增大后减小的趋势。实验所得到的最优反应条件为：催化剂用量为m（催化剂）/m（亚硫酸钠）=1/100,pH=6.5,空气流量为4 L/min。

关键词: 氮锌共掺杂二氧化钛, 光催化氧化, 双碱法脱硫废液, 亚硫酸钠

Abstract:

N-Zn co-doped TiO₂ catalyst（N-Zn/TiO₂） was synthesized by sol-gel method and then was applied in photo-oxidation of sodium sulfite in double alkali desulfurization wastewater.The morphology and structure of N-Zn/TiO₂ catalyst were characterized by XRD,FT-IR,XPS and FESEM.The effects of catalyst dosage,pH of solution,air flow rate and initial concentration of Na₂SO₃ on photocatalytic activities of N-Zn/TiO₂ catalyst were investigated.The results showed that N-Zn/TiO₂ catalyst could completely oxide Na₂SO₃ within 1.5 h.However,it takes 8 h to completely oxide the same pollutants without catalysts.The oxidation rate of Na₂SO₃ increased with the increasing of catalyst dosage.In addition,with the increasing of pH,the reaction rate firstly increased and then began to fall.The optimal reaction conditions were obtained as follow：catalyst dosage（the mass ratio of catalyst to Na₂SO₃） was 1/100, pH=6.5 and air flow rate was 4 L/min.

Key words: nitrogen-zinc co-doped titanium dioxide, photocatalytic oxidation, double alkali desulfurization wastwater, sodium sulfite

中图分类号:

TQ426.6

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图/表 10

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参考文献 28

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物质	含量/（mg·L^-1）	物质	含量/（mg·L^-1）
SO₃^2-	3.8×10⁴	Li	4.08
Al	6.42	Mg	1.72
Si	21.24	Fe	4.27
Ca	13.01

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