可光助再生二氧化钛/层状双氢氧化物去除水体中有机染料
2020-07-21胡京宇姚戎潘玉航朱超宋爽沈意
化工学报 2020年7期
胡京宇,姚戎,潘玉航,朱超,宋爽,沈意
(浙江工业大学环境学院,浙江杭州310032)
引 言
吸附法作为一种传统的水处理方法,已被广泛应用于各种水污染处理工艺中[1-2],但是吸附剂的再生难题一直是限制该方法进一步发展的技术瓶颈[3]。一般情况下,吸附剂的再生主要通过高温挥发和酸性脱附,往往再生效率不高,且容易造成能源浪费和二次污染[4]。因此,开发一种吸附和光催化双功能的复合材料,可同时实现污染物的去除及吸附剂的再生,是值得探索的研究方向。其可以在不添加任何有毒有害化学物质的情况下,仅利用光源甚至是太阳光的情况下氧化降解(矿化)水中有机污染物[5]。
在之前的研究报道中,多将碳基吸附剂(活性炭[6-7]、多壁碳纳米管[8-9]等)和常见光催化剂(TiO2[10-11]、ZnO[12-13]等)组合,来实现水中污染物的吸附及光催化去除。然而,碳基材料作为光催化剂的基底,在光催化降解过程中由于活性氧的攻击会发生自身的逐渐氧化,间接造成了吸附能力的降低和光催化剂的脱落[14]。因此,选择一种抗氧化,同时兼具高吸附容量和快速吸附动力学的吸附剂作为基底,是实现吸附和光催化双功能复合材料开发的关键。
层状双氢氧化物(LDHs)是一种由水镁石层和层间的阴离子及水分子相互交叠而成的层状黏土[15],因其具有大比表面积、高离子交换能力和可控的夹层空间,可以通过吸附方式有效地捕捉离子型有 机 分 子(NO3-LDH,甲 基 橙,qe=148 mg/g[16];MgZnAl-LDH,2,4-二氯苯氧乙酸,qe=395 mg/g[17];NO3-LDH,2-甲基-4-氯苯氧基乙酸,qe=243 mg/g[18])。……
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