崔 月

(黑龙江省大庆水文水资源中心，黑龙江 大庆 163000)

0 引 言

Pb2+是一种对人体危害较大的重金属离子。水体中的Pb2+能够侵入人的脊柱、破坏造血系统，或者侵入神经组织、肾脏及消化系统造成脏器衰竭[1]。常规的处理方法有物理吸附法、絮凝法、生物处理法等[2-4]，但这些方法均不能有效降解这些离子。这里介绍一种新型的降解方法，在光照条件下纳米ZnO能够催化降解水体中的Pb2+，进而降低其对环境的破坏力，维持水环境的稳态与平衡。

1 纳米ZnO的催化降解原理

纳米ZnO是一种新型半导体材料，具有较大的比表面积。当其受到≥禁带宽度Eg的紫外光或可见光hυ照射时，其表面的价电子被激发跃迁至能量更高的导带上，形成高能量的空穴-电子(h+(CB)-e-(VB))对，h+/e-对在ZnO表面发生一系列的反应进而转化成高活性的·OH自由基。反应式如(1)-(8)，这些·OH自由基发生替代、取代和电子转移过程从而降解水体中的污染物。图1为反应原理图。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

图1 纳米ZnO光催化原理示意图

2 实验材料与测定方法

实验仪器有：分析天平、高压汞灯、电动离心机、磁力搅拌器、酸度计、超声清洗机等；实验药品有：纳米ZnO、Pb(NO3)2、Na2-EDTA、HNO3、二甲酚橙、六亚甲基四胺。实验药品配置方案见表1。

表1 实验药品配置方案

利用二甲酚橙作为指示剂，控制反应液的pH值为5-6。在此条件下，Pb2+与二甲酚橙形成紫色络合物，EDTA能够夺取Pb2+形成无色络合物，进而使反应溶液由紫色变为橙色[5]。反应式为H2Y2-+Pb2+=PbH2Y，溶液中Pb2+的计算公式如(9)。

(9)

式中：c为溶液中铅离子的质量分数，mg/L (M[Pb]=207.2g/ mol) ；V为滴入的Na2-EDTA体积，mL。

3 实验分析……

登录APP查看全文