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J. K. Yang等研究了紫外光照射TiO2粉末悬浊液体系降解Cu-EDTA的动力学及机理,发现不同的Cu-EDTA处理目标选择的处理条件也不相同,当处理目标是去除Cu(Ⅱ)时,可适当延长反应时间;Cu-EDTA的去除与TiO2的吸附能力有很大关系,中性pH时吸附效果较好,要使TiO2仅仅作为一种催化剂则应该控制反应体系在低的pH下运行。M.S.Vohra等研究了TiO2光催化降解Pb-EDTA的效能,结果表明:Pb-EDTA的降解发生在催化剂表面和液相体系中,较高pH下Pb会吸附在催化剂表面形成中间产物与Pb的络合物,反应产生CO2和甲醛说明反应是从乙酸基团上首先进行的,产物有氨氮和硝酸盐,同时研究了不同n(Pb)∶n(EDTA)的影响。
TiO2在光催化方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的大禁带宽度(Eg=3.2 eV),不能有效地利用太阳能,因此研究开发可见光响应的TiO2就成为当前光催化剂研究的一个热点方向[20]。改善TiO2的光敏特性,例如:TiO2掺杂金属单质、非金属离子掺杂、离子注入以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO2可见光化,使其在可见光区范围内有较好吸收,从而有效利用太阳能,也是未来的一个发展方向。光催法具有不需要加入大量化学试剂、能源效率高、环境相容性好、易实现自动化控制等优点,在处理含络合态重金属废水方面发挥着积极的作用。
1.4 光电催化氧化法
光电催化氧化法是一种电化学辅助的光催化反应技术,通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合。光催化技术和电化学技术可以产生协同作用,从而提高光量子效率,实现重金属络合物的降解,同时能够回收游离的重金属。电化学法能够处理处于游离状态的重金属污染废水,对于络合态的重金属效果较差。电Fenton和过氧化氢法成本较高,适合处理高浓度重金属络合物废水;电混凝技术也可以用于重金属络合物的去除,主要利用重金属共沉淀的原理实现重金属络合物的去除。
Xu Zhao等提出了光电催化去除络合态重金属的新思路,实现了对EDTA铜络合物或EDTA镍络合物的破络合并进行了在阳极极板上回收金属铜的研究。他们以TiO2/Ti光催化薄膜电极为阳极,利用光电催化氧化方法氧化降解Cu/Ni-EDTA络合物;同时,利用阴极的电还原作用对释放出来的重金属离子进行电沉积回收。深入分析光电氧化及电还原过程与机制,该技术已建立了连续流处理装置并在实际废水处理工程中得到了应用。郭礼宝以Cu-EDTA为目标污染物,分别研究了电化学(EO)、光催化、光电催化氧化(PEC)对Cu-EDTA的降解效果。发现在反应时间为3h,电化学、光催化对Cu-EDTA的去除率分别仅为43%、15%,对Cu2+的回收率分别为33%、10%;而光电催化氧化对Cu-EDTA的去除率和Cu2+的回收率分别为72%、67%。说明光电催化氧化呈现出较好的效果,光催化和电化学发生协同效应。
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