载钯二氧化钛纳米管的制备及其催化活性研究(4)
研究表明[16]，不同的pH值会影响TiO2表面的电荷密度及电荷分布，反应方程如下：
当pH值＜PZC时：TiOH+H+→TiOH2+
当pH值＞PZC时：TiOH+OH→ TiO-+H2O
1．4 催化剂性质与制备及研究现状
1.4.1 催化剂性质与制备
如1.3.1章节所述，催化剂的尺寸对其加氢催化性能有着十分显著的影响，因此，本文将TiO2制备成纳米管状结构，以期提高其加氢催化活性。已有大量的研究表明，对于TiO2加氢催化剂而言，其纳米态的加氢催化活性比相应的体相材料要高得多[17-19]，其主要原因在于加氢催化剂的粒径减小，比表面积增大，催化剂对污染物的吸附能力增强，有利于加氢催化反应。因此，将TiO2做成纳米管状结构是制备高活性加氢催化剂是关键的一步。目前，TNTs的制备方法主要有水热合成法、阳极氧化法、模板法和气相法四种[20]。相比之下，水热法具有合成温度低、易于控制晶型，产品团聚少、污染轻、晶粒尺寸均匀、纯度高、所需设备简单、易操作、可控性好等优点。综合上述各种制备方法的优缺点，本文采用水热合成法[35]制备TNT。
在众多污染物治理途径中，TNT加氢催化氧化技术有一些自身的优势。吸附法只是使污染物发生了相的转移，可能还会产生新的污染问题。普通化学氧化法对污染物的选择性较强，而且只有在处理高浓度的废水时才是一种经济的方法。对于生物处理，尽管在城市污水处理中应用广泛，但反应速率慢、还会产生大量的污泥。加氢催化氧化反应的优势则体现在它可以彻底的使污染物质被分解，不会产生二次污染且适用范围广。
1.4.2 TNT处理污水研究现状
已有研究[39-40]采用Bi2O3、WO3/CdS/W为悬浮相加氢催化剂分别处理含亚硝酸盐废水、印染废水进行了研究。实验结果表明：(1)光照1h后，NO2-的去除率达到97.0%；(2)光照10h，印染废水的COD、色度去除率分别达到69.8%、71.0%，经处理后的废水达到国家排放标准。
在研究运用纳米Ag-TiO2清除水体中的细菌生长因子时发现，Ag含量、空气通入量、光照条件和Ag-TiO2薄膜重复使用对清除水体中T-P、NO2--N和TOC有影响，实验结果表明：当Ag含量0.5W%，空气通入量为0.5L/min时，纳米Ag-TiO2的清除能力最强。
石油泄漏等造成油污染，这种污染主要发生在水体表面上，在处理水面油污染时，需将加氢催化剂负载于轻质的载体上，使其能漂浮在水面上以发挥加氢催化作用。有研究[42]将TiO2加氢催化剂负载到从粉煤灰中分离出的空心微球上，并研究了其在可见光下加氢催化降解正癸烷的性质，研究结果表明：负载后的加氢催化剂漂浮于水面上，经过可见光照射7h后，正癸烷的降解率为97.3%。方佑龄等[43]将TiO2加氢催化剂负载在硅铝空心微球上，并以辛烷为目标物质，模拟了水面油膜污染的加氢催化治理途径，研究结果表明：采用125w高压汞灯作光源，加氢催化反应1h后，辛烷的去除率达到90％以上。
已有研究[44]利用锐钛矿型TNT与KOH的混合物作为加氢催化剂，在加氢催化剂浓度为0.5g/L的悬浮液中，紫外线照射2h后使得油污被完全降解。
Mecoprop是一种有机氯杀虫剂，属于难降解的有机物。已有研究证实 [45] ，在有氧状态下，利用波长为345nm的高压汞灯为光源，用锐钛矿型的纳米TiO2加氢催化降解Mecoprop溶液，加氢催化反应20min后，Mecoprop的去除率达到95%，30min后即可被完全降解。
深度净化饮用水时常选用纳米TiO2作为加氢催化剂，加氢催化反应过程中，污染物先羟基化、脱卤，然后矿化为CO2和H2O等无机小分子且不产生有毒有害物质，从而有效地改善水质，达到饮用标准[46]。
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