1 试验方法
1.1 试剂
TiO2主要晶型为锐钛矿形(70%),颗粒粒径为30nm,表面积为50m2/g;苯酚为分析纯;活性炭颗粒平均粒径为70μm,比表面积为870m2/g。
1.2 反应器
光反应器为一有机玻璃管,内径为5cm,管内壁衬铝箔片以反射紫外光,中部放置外套石英玻璃的8W杀菌灯,主波长为254nm,反应器有效容积为300mL(见图1)。

1.3 分析方法
在一普通烧杯中加入定量含酚废水,再分别加入定量TiO2和活性炭,超声波分散15min后搅拌1h以完成对苯酚的完全吸附,然后加入光反应器开始反应,每隔一定时间取样进行分析。苯酚含量的测定采用4-氨基安替比林直接光度法。?
2 结果与讨论
2.1 单纯
TiO2悬浮体系降解苯酚
① TiO2投量及pH值对去除率的影响
分别取不同量TiO2颗粒置于苯酚浓度为50mg/L的待处理废水中,用20%硫酸溶液调废水至不同pH值,再经超声波分散15min后加入光反应器,定时取样分析残留苯酚浓度,结果分别见图2、3。

图2表明,TiO2的投量对光催化降解苯酚具有明显的影响,在一定范围内苯酚去除率随TiO2投量的增加而增大。对于苯酚初始浓度为50mg/L的体系,其最佳TiO2投量为150mg/L。
图3反映的结果与Bahneman等人[1]采用TiO2降解CHCl3的试验结果(碱性条件下CHCl3的降解率高于酸性条件下的降解率)相反,这说明对于不同污染物的光催化降解,pH值的最佳范围不同,但其作用均较为显著。

图2、3的试验结果也表明,苯酚的光催化降解为典型的零级反应,这与Langmuir—Hinshelwood公式[2]所描述的一致。
② 外加氧化剂的作用
以溶解氧及H2O2作为外加氧化剂,研究了其对苯酚光降解过程的影响,结果见图4、5。

由图4、5可知,在光催化氧化过程中,溶解氧的存在有利于污染物的去除。尽管TiO2粒子受紫外光激发后产生的空穴具有直接的氧化能力,但由于电子与之复合速率快而降低了其量子效率,在溶解氧存在的条件下,O2可作为电子受体而抑制电子—空穴的复合,从而促使污染物氧化降解。
试验结果也表明,H2O2的加入明显加快了苯酚的降解速率,显示出H2O2作为电子受体具有比溶解氧更佳的效果,这是因为H2O2接受电子后可直接产生OH,从而具有直接氧化苯酚的能力。图4、5的对比也反映出pH值明显影响着光降解速率,同时进一步说明酸性条件下有利于苯酚的光催化氧化降解,结合图2、3可知其最佳pH值为3。